JP2024051462A - Light source device and projector - Google Patents

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Abstract

【課題】色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替え可能な光源装置を提供する。【解決手段】本発明の光源装置は、第1偏光成分と第2偏光成分とを含む第1波長帯の第1光を射出する第1光源部と、第2波長帯の第2光を射出する第2光源部と、第1光を第3波長帯の第3光に変換する波長変換素子と、第1光と第2光と第3光とを合成する光合成素子と、第3光が入射する場合に第3波長帯のうちの一部の波長帯の光を減光させるフィルターと、を備える。光合成素子は、第1光のうち、第1偏光成分の光を反射して第2偏光成分の光を透過することにより、第1偏光成分の光および第2偏光成分の光のうちのいずれか一方を波長変換素子に向けて射出し、第1光および第2光と、第3光と、のいずれか一方を透過し、いずれか他方を反射する。フィルターは、第3光がフィルターを透過する第1位置と、第3光がフィルターを透過しない第2位置と、の間で移動可能である。【選択図】図2[Problem] To provide a light source device capable of switching between a color reproducibility mode and a brightness mode. [Solution] The light source device of the present invention includes a first light source unit that emits a first light of a first wavelength band including a first polarized component and a second polarized component, a second light source unit that emits a second light of a second wavelength band, a wavelength conversion element that converts the first light into a third light of a third wavelength band, a light combining element that combines the first light, the second light, and the third light, and a filter that attenuates light of a part of the wavelength band of the third wavelength band when the third light is incident. The light combining element reflects the light of the first polarized component of the first light and transmits the light of the second polarized component, thereby emitting either the light of the first polarized component or the light of the second polarized component toward the wavelength conversion element, and transmits either the first light, the second light, or the third light and reflects the other. The filter is movable between a first position where the third light passes through the filter and a second position where the third light does not pass through the filter. [Selected figure] Figure 2

Description

本発明は、光源装置およびプロジェクターに関する。 The present invention relates to a light source device and a projector.

プロジェクターに用いる光源装置として、発光素子から射出された励起光を蛍光体に照射した際に蛍光体から射出する蛍光を利用した光源装置が提案されている。例えば、下記の特許文献1に、青色光を射出する第1光源と、青色光により励起され、緑色光を射出する蛍光体と、赤色光を射出する第2光源と、青色光を透過し、緑色光を反射する第1ダイクロイックミラーと、青色光および緑色光を透過し、赤色光を反射する第2ダイクロイックミラーと、を備える光源装置が開示されている。 As a light source device for use in a projector, a light source device has been proposed that utilizes the fluorescence emitted from a phosphor when the phosphor is irradiated with excitation light emitted from a light-emitting element. For example, the following Patent Document 1 discloses a light source device that includes a first light source that emits blue light, a phosphor that is excited by the blue light and emits green light, a second light source that emits red light, a first dichroic mirror that transmits the blue light and reflects the green light, and a second dichroic mirror that transmits the blue light and green light and reflects the red light.

特開2014-186115号公報JP 2014-186115 A

近年のプロジェクターにおいて、色再現性を重視するモードと輝度を重視するモードとを使用者が選択できる機能が求められる場合がある。このようなプロジェクターを実現するためには、色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替え可能な光源装置の提供が求められる。 In recent years, projectors are sometimes required to have a function that allows the user to select between a mode that prioritizes color reproducibility and a mode that prioritizes brightness. To realize such a projector, it is necessary to provide a light source device that can switch between a color reproducibility mode and a brightness priority mode.

特許文献1のように、蛍光体を用いて特定の色光、例えば緑色光を生成する場合、緑色光レーザーを用いる場合に比べて、緑色光の純度の低下が避けられない。その結果、この種の光源装置を備えるプロジェクターにおいては色再現性が低下する。特許文献1には第2ダイクロイックミラーのフィルターを狭帯域化することで赤色光を有効利用することが記載されているが、特許文献1の光源装置では、色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができない、という課題がある。 When generating a specific color light, such as green light, using a phosphor as in Patent Document 1, a decrease in the purity of the green light is unavoidable compared to when a green light laser is used. As a result, color reproducibility is reduced in a projector equipped with this type of light source device. Patent Document 1 describes how red light can be effectively utilized by narrowing the band of the filter of the second dichroic mirror, but the light source device in Patent Document 1 has the problem that it cannot be switched between a color reproducibility-oriented mode and a brightness-oriented mode.

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の光源装置は、第1偏光成分と、前記第1偏光成分とは異なる第2偏光成分と、を含む第1波長帯の第1光を射出する第1光源部と、前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の第2光を射出する第2光源部と、前記第1光を、前記第1波長帯および前記第2波長帯とは異なる第3波長帯の第3光に変換する波長変換素子と、前記第1光と前記第2光と前記第3光とを合成して合成光を射出する光合成素子と、前記第3光が入射し、前記第3波長帯のうちの一部の波長帯の光を減光させるフィルターと、を備える。前記光合成素子は、前記第1光源部から射出される前記第1光のうち、前記第1偏光成分の光を反射して前記第2偏光成分の光を透過することにより、前記第1偏光成分の光および前記第2偏光成分の光のうちのいずれか一方を前記波長変換素子に向けて射出し、前記第1光および前記第2光と、前記第3光と、のいずれか一方を透過し、いずれか他方を反射する。前記フィルターは、前記第3光が前記フィルターを透過する第1位置と、前記第3光が前記フィルターを透過しない第2位置と、の間で移動可能である。 In order to solve the above problem, a light source device according to one embodiment of the present invention includes a first light source unit that emits a first light of a first wavelength band including a first polarized component and a second polarized component different from the first polarized component, a second light source unit that emits a second light of a second wavelength band different from the first wavelength band, a wavelength conversion element that converts the first light into a third light of a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band, a light combining element that combines the first light, the second light, and the third light to emit a combined light, and a filter that receives the third light and attenuates light of a part of the wavelength band of the third wavelength band. The light combining element reflects the light of the first polarized component of the first light emitted from the first light source unit and transmits the light of the second polarized component, thereby emitting one of the light of the first polarized component and the light of the second polarized component toward the wavelength conversion element, and transmits one of the first light, the second light, and the third light, and reflects the other. The filter is movable between a first position in which the third light passes through the filter and a second position in which the third light does not pass through the filter.

本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の一つの態様の光源装置と、前記光源装置から射出される前記合成光を含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を備える。 A projector according to one embodiment of the present invention includes a light source device according to one embodiment of the present invention, a light modulation device that modulates the light including the composite light emitted from the light source device in accordance with image information, and a projection optical device that projects the light modulated by the light modulation device.

第1実施形態のプロジェクターの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a projector according to a first embodiment. 第1実施形態の光源装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a light source device according to a first embodiment. フィルターの第1光学膜の分光特性を示すグラフである。4 is a graph showing the spectral characteristics of a first optical film of a filter. フィルターの第2光学膜の分光特性を示すグラフである。13 is a graph showing the spectral characteristics of a second optical film of the filter. 光合成素子の第3光学膜の分光特性を示すグラフである。13 is a graph showing the spectral characteristics of a third optical film of the light combining element. 光合成素子の第4光学膜の分光特性を示すグラフである。13 is a graph showing the spectral characteristics of a fourth optical film of the light combining element. 変形例のフィルターの第1光学膜の分光特性を示すグラフである。13 is a graph showing the spectral characteristics of a first optical film of a filter according to a modified example. 各光源部の発光スペクトルを示すグラフである。4 is a graph showing the emission spectrum of each light source unit. フィルターを透過した後の緑色光のスペクトルを示すグラフである。1 is a graph showing the spectrum of green light after transmission through a filter. 青色光の照度分布とフィルターの移動方向との関係を示す図である。11 is a diagram showing the relationship between the illuminance distribution of blue light and the movement direction of a filter. FIG. 緑色光の照度分布とフィルターの移動方向との関係を示す図である。13 is a diagram showing the relationship between the illuminance distribution of green light and the movement direction of a filter. FIG. 第2実施形態の光源装置の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic diagram illustrating the configuration of a light source device according to a second embodiment. 第3実施形態の光源装置の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a light source device according to a third embodiment. フィルターの第2光学膜の分光特性を示すグラフである。13 is a graph showing the spectral characteristics of a second optical film of the filter. 第4実施形態の光源装置の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a light source device according to a fourth embodiment. 第2光合成素子の第5光学膜の分光特性を示すグラフである。13 is a graph showing the spectral characteristics of a fifth optical film of the second light combining element. 第5実施形態の光源装置の概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a light source device according to a fifth embodiment. 光源装置の要部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the light source device.

[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1~図11を用いて説明する。
本実施形態のプロジェクターは、半導体レーザーと蛍光体とを用いた光源装置を備える液晶プロジェクターの一例である。
なお、以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
[First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 11. FIG.
The projector of this embodiment is an example of a liquid crystal projector that includes a light source device that uses a semiconductor laser and a phosphor.
In the drawings, the dimensions of the components may be shown on different scales to make them easier to see.

本実施形態のプロジェクター10は、スクリーン(被投写面)SCR上にカラー画像を表示する投写型の画像表示装置である。プロジェクター10は、赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBの各色光に対応した3つの光変調装置を備える。 The projector 10 of this embodiment is a projection-type image display device that displays a color image on a screen (projection surface) SCR. The projector 10 has three light modulation devices corresponding to the colors of red light LR, green light LG, and blue light LB.

図1は、本実施形態のプロジェクター10の概略構成図である。
図1に示すように、プロジェクター10は、光源装置100と、色分離導光光学系200と、赤色光用光変調装置400Rと、緑色光用光変調装置400Gと、青色光用光変調装置400Bと、クロスダイクロイックプリズム500と、投写光学装置600と、を備える。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector 10 according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the projector 10 includes a light source device 100, a color separation and light-guiding optical system 200, a red light optical modulation device 400R, a green light optical modulation device 400G, a blue light optical modulation device 400B, a cross dichroic prism 500, and a projection optical device 600.

本実施形態において、光源装置100は、赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBを含む白色の合成光LWを射出する。光源装置100の具体的な構成については、後述する。 In this embodiment, the light source device 100 emits white composite light LW that includes red light LR, green light LG, and blue light LB. The specific configuration of the light source device 100 will be described later.

色分離導光光学系200は、ダイクロイックミラー210と、ダイクロイックミラー220と、反射ミラー230と、反射ミラー240と、反射ミラー250と、リレーレンズ260と、リレーレンズ270と、を備える。色分離導光光学系200は、光源装置100から射出される合成光LWを赤色光LRと緑色光LGと青色光LBとに分離し、赤色光LRを赤色光用光変調装置400Rに導き、緑色光LGを緑色光用光変調装置400Gに導き、青色光LBを青色光用光変調装置400Bに導く。 The color separation light guide optical system 200 includes a dichroic mirror 210, a dichroic mirror 220, a reflecting mirror 230, a reflecting mirror 240, a reflecting mirror 250, a relay lens 260, and a relay lens 270. The color separation light guide optical system 200 separates the combined light LW emitted from the light source device 100 into red light LR, green light LG, and blue light LB, and guides the red light LR to the red light optical modulation device 400R, the green light LG to the green light optical modulation device 400G, and the blue light LB to the blue light optical modulation device 400B.

色分離導光光学系200と赤色光用光変調装置400Rとの間には、フィールドレンズ300Rが配置されている。色分離導光光学系200と緑色光用光変調装置400Gとの間には、フィールドレンズ300Gが配置されている。色分離導光光学系200と青色光用光変調装置400Bとの間には、フィールドレンズ300Bが配置されている。 A field lens 300R is disposed between the color separation light-guiding optical system 200 and the red light optical modulation device 400R. A field lens 300G is disposed between the color separation light-guiding optical system 200 and the green light optical modulation device 400G. A field lens 300B is disposed between the color separation light-guiding optical system 200 and the blue light optical modulation device 400B.

ダイクロイックミラー210は、赤色光成分を透過させ、緑色光成分および青色光成分を反射する。ダイクロイックミラー220は、緑色光成分を反射して、青色光成分を透過させる。反射ミラー230は、赤色光成分を反射する。反射ミラー240および反射ミラー250のそれぞれは、青色光成分を反射する。 Dichroic mirror 210 transmits the red light component and reflects the green and blue light components. Dichroic mirror 220 reflects the green light component and transmits the blue light component. Reflecting mirror 230 reflects the red light component. Reflecting mirror 240 and reflecting mirror 250 each reflect the blue light component.

赤色光用光変調装置400R、緑色光用光変調装置400G、および青色光用光変調装置400Bのそれぞれは、各光変調装置に入射された色光を画像情報に応じて変調して画像を形成する液晶パネルから構成されている。 Each of the red light optical modulation device 400R, the green light optical modulation device 400G, and the blue light optical modulation device 400B is composed of a liquid crystal panel that forms an image by modulating the colored light incident on each optical modulation device according to image information.

図示を省略したが、フィールドレンズ300Rと赤色光用光変調装置400Rとの間、フィールドレンズ300Gと緑色光用光変調装置400Gとの間、フィールドレンズ300Bと青色光用光変調装置400Bとの間には、入射側偏光板がそれぞれ配置されている。また、赤色光用光変調装置400Rとクロスダイクロイックプリズム500との間、緑色光用光変調装置400Gとクロスダイクロイックプリズム500との間、青色光用光変調装置400Bとクロスダイクロイックプリズム500との間には、射出側偏光板がそれぞれ配置されている。 Although not shown in the figure, incident side polarizing plates are arranged between the field lens 300R and the red light optical modulation device 400R, between the field lens 300G and the green light optical modulation device 400G, and between the field lens 300B and the blue light optical modulation device 400B. Also, exit side polarizing plates are arranged between the red light optical modulation device 400R and the cross dichroic prism 500, between the green light optical modulation device 400G and the cross dichroic prism 500, and between the blue light optical modulation device 400B and the cross dichroic prism 500.

クロスダイクロイックプリズム500は、赤色光用光変調装置400R、緑色光用光変調装置400G、青色光用光変調装置400Bのそれぞれから射出された各画像光を合成してカラー画像を形成する。クロスダイクロイックプリズム500は、4つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略X字状の界面に誘電体多層膜が設けられた構成を有する。 The cross dichroic prism 500 combines the image light emitted from the red light optical modulation device 400R, the green light optical modulation device 400G, and the blue light optical modulation device 400B to form a color image. The cross dichroic prism 500 has a roughly square shape in a plan view formed by bonding four right-angle prisms together, and has a configuration in which a dielectric multilayer film is provided at the roughly X-shaped interface formed by bonding the right-angle prisms together.

クロスダイクロイックプリズム500から射出されたカラー画像は、投写光学装置600によってスクリーンSCRなどの被投写面上に拡大投写される。投写光学装置600は、複数のレンズによって構成されている。 The color image emitted from the cross dichroic prism 500 is enlarged and projected onto a projection surface such as a screen SCR by the projection optical device 600. The projection optical device 600 is composed of multiple lenses.

図2は、光源装置100の概略構成図である。
以下の説明においては、座標軸としてXYZ直交座標系を用いる。光源装置100から合成光LWが射出される方向をY軸の正方向とし、後述する第1光源部11から青色光が射出される方向をX軸の正方向とし、X軸およびY軸と垂直で紙面の手前から奥へ向かう方向をZ軸の正方向とする。
FIG. 2 is a schematic diagram of the light source device 100. As shown in FIG.
In the following description, an XYZ Cartesian coordinate system is used as the coordinate axes. The direction in which the composite light LW is emitted from the light source device 100 is the positive direction of the Y axis, the direction in which the blue light is emitted from the first light source unit 11 described later is the positive direction of the X axis, and the direction perpendicular to the X and Y axes, from the front to the back of the paper, is the positive direction of the Z axis.

本実施形態の光源装置100は、第1光源部11と、第2光源部12と、波長変換素子13と、光合成素子14と、フィルター15と、平行化素子16と、拡散装置17と、集光素子18と、集光・ピックアップ素子19と、第2位相差板20と、インテグレーター光学素子21と、偏光変換素子22と、重畳レンズ23と、制御部24と、を備える。 The light source device 100 of this embodiment includes a first light source section 11, a second light source section 12, a wavelength conversion element 13, a light combining element 14, a filter 15, a parallelizing element 16, a diffusion device 17, a focusing element 18, a focusing/pickup element 19, a second retardation plate 20, an integrator optical element 21, a polarization conversion element 22, a superimposing lens 23, and a control unit 24.

第1光源部11は、第1発光素子27と、コリメーターレンズ28と、第1位相差板29と、を備える。第1発光素子27は、直線偏光の青色光LBsを射出する青色半導体レーザーから構成されている。第1発光素子27は、第1波長帯の青色光LBsを+X方向に射出する。第1波長帯は、例えば455nm±10nmの青色波長帯である。第1発光素子27は、基板30上に実装されている。図2では、2個の第1発光素子27が示されているが、第1発光素子27の個数は特に限定されない。本実施形態の場合、第1発光素子27から射出される青色光LBsは、光合成素子14に対するS偏光であるが、光合成素子14に対するP偏光LBpであってもよい。以下の説明において、S偏光およびP偏光の表記は、特に断らない限り、光合成素子14に対する偏光方向を表す。
本実施形態の青色光LBs,LBpは、特許請求の範囲の第1光に対応する。
The first light source unit 11 includes a first light emitting element 27, a collimator lens 28, and a first phase difference plate 29. The first light emitting element 27 is composed of a blue semiconductor laser that emits linearly polarized blue light LBs. The first light emitting element 27 emits blue light LBs of a first wavelength band in the +X direction. The first wavelength band is, for example, a blue wavelength band of 455 nm ± 10 nm. The first light emitting element 27 is mounted on a substrate 30. Although two first light emitting elements 27 are shown in FIG. 2, the number of the first light emitting elements 27 is not particularly limited. In the case of this embodiment, the blue light LBs emitted from the first light emitting element 27 is S-polarized light with respect to the light combining element 14, but may be P-polarized light LBp with respect to the light combining element 14. In the following description, the notations of S-polarized light and P-polarized light represent the polarization direction with respect to the light combining element 14 unless otherwise specified.
The blue light LBs and LBp in this embodiment correspond to the first light in the claims.

コリメーターレンズ28は、第1発光素子27の光射出側に設けられている。コリメーターレンズ28は、1つの第1発光素子27に対応して設けられた1つの凸レンズから構成されている。コリメーターレンズ28は、第1発光素子27から射出される青色光LBsを平行化する。 The collimator lens 28 is provided on the light emission side of the first light-emitting element 27. The collimator lens 28 is composed of one convex lens provided corresponding to one first light-emitting element 27. The collimator lens 28 collimates the blue light LBs emitted from the first light-emitting element 27.

第1位相差板29は、第1発光素子27と光合成素子14との間の青色光LBsの光路上に設けられている。第1位相差板29は、青色光LBsに位相差を付与する。第1位相差板29は、青色光LBsの第1波長帯に対する1/2波長板で構成されている。第1位相差板29は、光入射面29aに直交する軸(X軸に平行な軸)を中心として回転可能に設けられている。したがって、第1位相差板29には、図示しないモーター等の駆動源が設けられている。 The first phase difference plate 29 is provided on the optical path of the blue light LBs between the first light emitting element 27 and the light combining element 14. The first phase difference plate 29 imparts a phase difference to the blue light LBs. The first phase difference plate 29 is configured as a 1/2 wavelength plate for the first wavelength band of the blue light LBs. The first phase difference plate 29 is provided so as to be rotatable about an axis (axis parallel to the X-axis) perpendicular to the light incident surface 29a. Therefore, the first phase difference plate 29 is provided with a driving source such as a motor (not shown).

第1発光素子27から射出された青色光LBsは直線偏光(S偏光成分)であるため、第1位相差板29の回転角度を適切に設定することにより、第1位相差板29を透過する青色光LBsを、S偏光成分とP偏光成分とを所定の比率で含む青色光に変換することができる。すなわち、第1位相差板29を回転させることにより、S偏光成分とP偏光成分との比率を変化させることができる。このようにして、第1光源部11は、S偏光成分とP偏光成分とを含む第1波長帯の青色光LBs,LBpを射出する。第1光源部11から射出される青色光LBs,LBpの主光線の光路を、第1光源部11の光軸AX1と定義する。
本実施形態の第1位相差板29は、特許請求の範囲の第1位相差素子に対応する。本実施形態のS偏光成分は、特許請求の範囲の第1偏光成分に対応する。本実施形態のP偏光成分は、特許請求の範囲の第2偏光成分に対応する。
Since the blue light LBs emitted from the first light emitting element 27 is linearly polarized light (S-polarized component), by appropriately setting the rotation angle of the first retardation plate 29, the blue light LBs passing through the first retardation plate 29 can be converted into blue light containing S-polarized component and P-polarized component at a predetermined ratio. That is, by rotating the first retardation plate 29, the ratio of the S-polarized component and the P-polarized component can be changed. In this way, the first light source unit 11 emits blue light LBs, LBp of the first wavelength band containing S-polarized component and P-polarized component. The optical path of the principal ray of the blue light LBs, LBp emitted from the first light source unit 11 is defined as the optical axis AX1 of the first light source unit 11.
The first retardation plate 29 of this embodiment corresponds to the first retardation element in the claims. The S-polarized light component of this embodiment corresponds to the first polarized light component in the claims. The P-polarized light component of this embodiment corresponds to the second polarized light component in the claims.

第2光源部12は、第2発光素子32と、コリメーターレンズ33と、を備える。第2発光素子32は、直線偏光の赤色光LRを射出する赤色半導体レーザーから構成されている。第2発光素子32は、第2波長帯の赤色光LRを+Y方向に射出する。第2波長帯は、例えば640nm±10nmの赤色波長帯である。第2発光素子32は、基板34上に実装されている。図2では、2個の第2発光素子32が示されているが、第2発光素子32の個数は特に限定されない。第2発光素子32から射出される赤色光LRは、S偏光であってもよいし、P偏光であってもよい。第2光源部12から射出される赤色光LRの主光線の光路を、第2光源部12の光軸AX2と定義する。
本実施形態の赤色光LRは、特許請求の範囲の第2光に対応する。
The second light source unit 12 includes a second light emitting element 32 and a collimator lens 33. The second light emitting element 32 is composed of a red semiconductor laser that emits linearly polarized red light LR. The second light emitting element 32 emits red light LR of a second wavelength band in the +Y direction. The second wavelength band is, for example, a red wavelength band of 640 nm ± 10 nm. The second light emitting element 32 is mounted on a substrate 34. Although two second light emitting elements 32 are shown in FIG. 2, the number of the second light emitting elements 32 is not particularly limited. The red light LR emitted from the second light emitting element 32 may be S-polarized light or P-polarized light. The optical path of the main ray of the red light LR emitted from the second light source unit 12 is defined as the optical axis AX2 of the second light source unit 12.
The red light LR in this embodiment corresponds to the second light in the claims.

波長変換素子13は、青色光LBpを吸収して緑色光LGに変換して射出する緑色蛍光体を含む。すなわち、波長変換素子13は、第1光源部11から射出される青色光LBpを第3波長帯の緑色光LGに変換し、緑色光LGを-X方向に向けて射出する。第3波長帯は、例えば470~650nmの緑色波長帯である。波長変換素子13は、緑色蛍光体として、例えばLuAl12:Ce3+系蛍光体、Y:Eu2+系蛍光体、(Ba,Sr)SiO:Eu2+系蛍光体、BaSi12:Eu2+系蛍光体、(Si,Al)(O,N):Eu2+系蛍光体等の蛍光体材料を含む。波長変換素子13は、図示しない基板上に設けられている。波長変換素子13は、回転可能な基板上に回転軸を中心として円環状に設けられていてもよい。この構成によれば、波長変換素子13の温度上昇が抑制され、波長変換効率を高められるとともに、波長変換素子13の信頼性を高めることができる。
本実施形態の緑色光LGは、特許請求の範囲の第3光に対応する。
The wavelength conversion element 13 includes a green phosphor that absorbs the blue light LBp, converts it to green light LG, and emits it. That is, the wavelength conversion element 13 converts the blue light LBp emitted from the first light source unit 11 into green light LG of a third wavelength band, and emits the green light LG toward the -X direction. The third wavelength band is, for example, a green wavelength band of 470 to 650 nm. The wavelength conversion element 13 includes, as a green phosphor, a phosphor material such as, for example, Lu 3 Al 5 O 12 : Ce 3+ phosphor, Y 3 O 4 : Eu 2+ phosphor, (Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+ phosphor, Ba 3 Si 6 O 12 N 2 : Eu 2+ phosphor, or (Si, Al) 6 (O, N) 8 : Eu 2+ phosphor. The wavelength conversion element 13 is provided on a substrate (not shown). The wavelength conversion element 13 may be provided on a rotatable substrate in an annular shape around a rotation axis. With this configuration, the temperature rise of the wavelength conversion element 13 is suppressed, the wavelength conversion efficiency is increased, and the reliability of the wavelength conversion element 13 is improved.
The green light LG in this embodiment corresponds to the third light in the claims.

光合成素子14は、第1光源部11の光軸AX1と第2光源部12の光軸AX2とが互いに交差する位置に設けられている。光合成素子14は、基板36と、基板36の一方の面に設けられた第3光学膜37と、基板36の他方の面に設けられた第4光学膜38と、を有する。第3光学膜37および第4光学膜38のそれぞれは、誘電体多層膜から構成されている。光合成素子14は、光軸AX1および光軸AX2のそれぞれに対して45度の角度をなす向きに配置されている。 The light combining element 14 is provided at a position where the optical axis AX1 of the first light source unit 11 and the optical axis AX2 of the second light source unit 12 intersect with each other. The light combining element 14 has a substrate 36, a third optical film 37 provided on one surface of the substrate 36, and a fourth optical film 38 provided on the other surface of the substrate 36. Each of the third optical film 37 and the fourth optical film 38 is composed of a dielectric multilayer film. The light combining element 14 is disposed in a direction that forms an angle of 45 degrees with each of the optical axis AX1 and the optical axis AX2.

光合成素子14は、第3光学膜37および第4光学膜38の作用により、第1光源部11から射出される青色光LBs,LBpのうち、S偏光成分の青色光LBsを反射してP偏光成分の青色光LBpを透過することにより、P偏光成分の青色光LBpを波長変換素子13に向けて射出し、S偏光成分の青色光LBsを拡散装置17に向けて射出し、青色光LBpおよび赤色光LRを透過し、緑色光LGを反射する。これにより、光合成素子14は、拡散装置17から+Y方向に沿って入射する青色光LBpと、第2光源部12から+Y方向に沿って入射する赤色光LRと、波長変換素子13から-X方向に沿って入射する緑色光LGと、を合成し、白色の合成光LWを+Y方向に向けて射出する。各光学膜37,38の詳細な分光特性については後述する。
本実施形態の-X方向は、特許請求の範囲の第1方向に対応する。本実施形態の+Y方向は、特許請求の範囲の第2方向に対応する。
The light combining element 14 reflects the blue light LBs of the S-polarized component and transmits the blue light LBp of the P-polarized component of the blue light LBs, LBp emitted from the first light source unit 11 by the action of the third optical film 37 and the fourth optical film 38, thereby emitting the blue light LBp of the P-polarized component toward the wavelength conversion element 13, emitting the blue light LBs of the S-polarized component toward the diffusion device 17, transmitting the blue light LBp and the red light LR, and reflecting the green light LG. As a result, the light combining element 14 combines the blue light LBp incident from the diffusion device 17 along the +Y direction, the red light LR incident from the second light source unit 12 along the +Y direction, and the green light LG incident from the wavelength conversion element 13 along the -X direction, and emits a white combined light LW toward the +Y direction. The detailed spectral characteristics of each optical film 37, 38 will be described later.
The −X direction in this embodiment corresponds to the first direction in the claims, and the +Y direction in this embodiment corresponds to the second direction in the claims.

フィルター15は、光合成素子14とインテグレーター光学素子21との間の光軸AX2上に設けられている。本実施形態の場合、フィルター15は、フィルター15の光入射面15aが緑色光LGを含む合成光LWの主光線の光路に対して90度の角度で交差する向きに配置されている。フィルター15は、基板40と、基板40の一方の面に設けられた第1光学膜41と、基板40の他方の面に設けられた第2光学膜42と、を有する。第1光学膜41および第2光学膜42のそれぞれは、誘電体多層膜から構成されている。 The filter 15 is disposed on the optical axis AX2 between the light combining element 14 and the integrator optical element 21. In this embodiment, the filter 15 is disposed in a direction such that the light incident surface 15a of the filter 15 intersects at an angle of 90 degrees with the optical path of the principal ray of the combined light LW containing the green light LG. The filter 15 has a substrate 40, a first optical film 41 disposed on one surface of the substrate 40, and a second optical film 42 disposed on the other surface of the substrate 40. Each of the first optical film 41 and the second optical film 42 is composed of a dielectric multilayer film.

フィルター15は、合成光LWの主光線の光路(光軸AX2)に対して垂直な方向(X軸方向)に移動可能となっている。すなわち、フィルター15は、緑色光LGを含む合成光LWがフィルター15を透過する第1位置(実線で示す)と、緑色光LGを含む合成光LWがフィルター15を透過しない第2位置(破線で示す)と、の間で移動可能となっている。フィルター15は、使用者によって色再現性重視モードと輝度重視モードとのいずれか一方が選択された際に、図示しないモーター等の駆動源によって自動的に移動する構成を有していてもよいし、使用者が手で移動させる構成を有していてもよい。フィルター15は、緑色光LGを含む合成光LWが入射する第1位置に位置する際に、第1光学膜41および第2光学膜42の作用により、第3波長帯(緑色波長帯)のうちの一部の波長帯の緑色光LGを減光させる。各光学膜41,42の詳細な分光特性については後述する。 The filter 15 is movable in a direction (X-axis direction) perpendicular to the optical path (optical axis AX2) of the principal ray of the composite light LW. That is, the filter 15 is movable between a first position (indicated by a solid line) where the composite light LW including the green light LG passes through the filter 15, and a second position (indicated by a dashed line) where the composite light LW including the green light LG does not pass through the filter 15. The filter 15 may be configured to move automatically by a driving source such as a motor (not shown) when the user selects either the color reproducibility-oriented mode or the brightness-oriented mode, or may be configured to be moved manually by the user. When the filter 15 is located at the first position where the composite light LW including the green light LG is incident, the filter 15 attenuates the green light LG in a part of the third wavelength band (green wavelength band) by the action of the first optical film 41 and the second optical film 42. The detailed spectral characteristics of each optical film 41, 42 will be described later.

平行化素子16は、波長変換素子13と光合成素子14との間の光軸AX1上に設けられている。本実施形態の場合、平行化素子16は、2つの凸レンズで構成されているが、レンズの個数は特に限定されない。平行化素子16は、波長変換素子13から射出される緑色光LGを平行化するとともに、光合成素子14から射出される青色光LBpを波長変換素子13に向けて集光させる。 The parallelizing element 16 is provided on the optical axis AX1 between the wavelength conversion element 13 and the light combining element 14. In this embodiment, the parallelizing element 16 is composed of two convex lenses, but the number of lenses is not particularly limited. The parallelizing element 16 parallelizes the green light LG emitted from the wavelength conversion element 13, and also focuses the blue light LBp emitted from the light combining element 14 toward the wavelength conversion element 13.

拡散装置17は、光合成素子14と第2光源部12との間の光軸AX2上に設けられている。拡散装置17は、拡散板44と、回転軸45を中心として拡散板44を回転させるモーター46と、を備える。図示を省略するが、拡散板44の一方の面には、拡散板44に入射する青色光LBc1および赤色光LRを拡散させる拡散構造としての凹凸構造が設けられている。凹凸構造は、不規則な形状および大きさを有する複数の凹部および凸部が形成された構成であってもよいし、複数のマイクロレンズが配列された構成であってもよい。また、拡散板44の他方の面には、青色光成分を反射し、赤色光成分を透過する反射膜であるダイクロイック膜が設けられている。なお、拡散板44のその他の形態として、磨りガラス、ホログラフィックディフューザー、ブラスト処理が施された透明基板、散乱材が分散された透明基板などが用いられてもよい。 The diffusion device 17 is provided on the optical axis AX2 between the light combining element 14 and the second light source unit 12. The diffusion device 17 includes a diffusion plate 44 and a motor 46 that rotates the diffusion plate 44 around a rotation axis 45. Although not shown, one surface of the diffusion plate 44 is provided with an uneven structure as a diffusion structure that diffuses the blue light LBc1 and the red light LR that are incident on the diffusion plate 44. The uneven structure may be a structure in which a plurality of concaves and convexities having irregular shapes and sizes are formed, or a structure in which a plurality of microlenses are arranged. In addition, a dichroic film that is a reflective film that reflects the blue light component and transmits the red light component is provided on the other surface of the diffusion plate 44. Note that other forms of the diffusion plate 44 may be used, such as frosted glass, a holographic diffuser, a transparent substrate that has been subjected to a blasting process, or a transparent substrate in which a scattering material is dispersed.

このように、本実施形態の光源装置100は、青色光LBc1と赤色光LRとを拡散させる拡散装置17を備える。この構成によれば、青色光LBc1および赤色光LRの照度分布を均一化でき、色むらを低減できる。また、半導体レーザーから射出されるコヒーレンス光である青色光LBc1および赤色光LRを拡散させるため、プロジェクター10に適用した際の画像のスペックルノイズを抑制することができる。さらに、青色光LBc1を拡散させる拡散装置と赤色光LRを拡散させる拡散装置とを個別に用意する必要がないため、光源装置100の部品点数の削減、および小型化が図れる。さらに、拡散装置17は光学素子14と第2光源部との間の光軸AX2上に設けられているため、光学素子21と第2光源部12との間の光軸AX2と交差する方向に光源装置100が大型化するのを抑制することができる。 In this way, the light source device 100 of this embodiment includes a diffusion device 17 that diffuses the blue light LBc1 and the red light LR. With this configuration, the illuminance distribution of the blue light LBc1 and the red light LR can be made uniform, and color unevenness can be reduced. In addition, since the blue light LBc1 and the red light LR, which are coherent lights emitted from the semiconductor laser, are diffused, speckle noise of the image when applied to the projector 10 can be suppressed. Furthermore, since there is no need to separately prepare a diffusion device that diffuses the blue light LBc1 and a diffusion device that diffuses the red light LR, the number of parts of the light source device 100 can be reduced and the size can be reduced. Furthermore, since the diffusion device 17 is provided on the optical axis AX2 between the optical element 14 and the second light source unit, it is possible to suppress the light source device 100 from becoming larger in the direction intersecting the optical axis AX2 between the optical element 21 and the second light source unit 12.

集光素子18は、第2光源部12と拡散板44との間の光軸AX2上に設けられている。本実施形態の場合、集光素子18は、2つの凸レンズで構成されているが、レンズの個数は特に限定されない。集光素子18は、第2光源部12から射出される赤色光LRを拡散板44に向けて集光させる。 The focusing element 18 is disposed on the optical axis AX2 between the second light source unit 12 and the diffusion plate 44. In this embodiment, the focusing element 18 is composed of two convex lenses, but the number of lenses is not particularly limited. The focusing element 18 focuses the red light LR emitted from the second light source unit 12 toward the diffusion plate 44.

集光・ピックアップ素子19は、拡散板44と光合成素子14との間の光軸AX2上に設けられている。本実施形態の場合、集光・ピックアップ素子19は、2つの凸レンズで構成されているが、レンズの個数は特に限定されない。集光・ピックアップ素子19は、光合成素子14から射出される青色光LBc1を拡散板44に向けて集光させ、拡散板44によって拡散される青色光LBc2および赤色光LRを平行化する。 The light collecting/pickup element 19 is provided on the optical axis AX2 between the diffuser plate 44 and the light combining element 14. In this embodiment, the light collecting/pickup element 19 is composed of two convex lenses, but the number of lenses is not particularly limited. The light collecting/pickup element 19 collects the blue light LBc1 emitted from the light combining element 14 toward the diffuser plate 44, and collimates the blue light LBc2 and red light LR diffused by the diffuser plate 44.

第2位相差板20は、集光・ピックアップ素子19と光合成素子14との間の光軸AX2上に設けられている。第2位相差板20は、青色光LBs,LBc2に位相差を付与する。第2位相差板20は、青色光LBs,LBc2の第1波長帯に対する1/4波長板で構成されている。これにより、第2位相差板20を透過する直線偏光の青色光LBsは円偏光の青色光LBc1に変換され、第2位相差板20を透過する円偏光の青色光LBc2は直線偏光の青色光LBpに変換される。 The second phase difference plate 20 is provided on the optical axis AX2 between the light collecting/pickup element 19 and the light combining element 14. The second phase difference plate 20 imparts a phase difference to the blue light LBs, LBc2. The second phase difference plate 20 is composed of a 1/4 wavelength plate for the first wavelength band of the blue light LBs, LBc2. As a result, the linearly polarized blue light LBs that passes through the second phase difference plate 20 is converted into circularly polarized blue light LBc1, and the circularly polarized blue light LBc2 that passes through the second phase difference plate 20 is converted into linearly polarized blue light LBp.

インテグレーター光学素子21は、第1マルチレンズアレイ48と、第2マルチレンズアレイ49と、を備える。第1マルチレンズアレイ48は、合成光LWを複数の光束に分割するための複数の第1レンズを有する。 The integrator optical element 21 includes a first multi-lens array 48 and a second multi-lens array 49. The first multi-lens array 48 has a plurality of first lenses for splitting the combined light LW into a plurality of light beams.

第1マルチレンズアレイ48のレンズ面、すなわち第1レンズの表面と、各色光用の光変調装置400R,400G,400Bの各々の画像形成領域とは、互いに共役の関係となっている。そのため、光軸AX2の方向から見て、第1レンズの各々の形状は、光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域の形状と略相似形の矩形状である。これにより、第1マルチレンズアレイ48から射出された複数の光束の各々は、光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域にそれぞれ効率良く入射する。 The lens surface of the first multi-lens array 48, i.e., the surface of the first lens, and the image forming area of each of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B for each color light are in a conjugate relationship with each other. Therefore, when viewed from the direction of the optical axis AX2, the shape of each of the first lenses is a rectangle that is approximately similar to the shape of the image forming area of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B. As a result, each of the multiple light beams emitted from the first multi-lens array 48 is efficiently incident on the image forming area of each of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B.

第2マルチレンズアレイ49は、第1マルチレンズアレイ48の複数の第1レンズに対応する複数の第2レンズを有する。第2マルチレンズアレイ49は、重畳レンズ23とともに、第1マルチレンズアレイ48の各第1レンズの像を各光変調装置400R,400G,400Bの各々の画像形成領域の近傍に結像させる。 The second multi-lens array 49 has a plurality of second lenses corresponding to the plurality of first lenses of the first multi-lens array 48. The second multi-lens array 49, together with the superimposing lens 23, forms an image of each of the first lenses of the first multi-lens array 48 near the image forming area of each of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B.

インテグレーター光学素子21を透過した合成光LWは、偏光変換素子22に入射する。 偏光変換素子22は、図示しない偏光分離膜と反射膜および位相差板とをアレイ状に配列した構成を有する。偏光変換素子22は、合成光LWの偏光方向を所定の方向に揃える。具体的には、偏光変換素子22は、合成光LWの偏光方向を光変調装置400R,400G,400Bの入射側偏光板の透過軸の方向に揃える。 The combined light LW transmitted through the integrator optical element 21 is incident on the polarization conversion element 22. The polarization conversion element 22 has a configuration in which a polarization separation film, a reflective film, and a retardation plate (not shown) are arranged in an array. The polarization conversion element 22 aligns the polarization direction of the combined light LW in a predetermined direction. Specifically, the polarization conversion element 22 aligns the polarization direction of the combined light LW to the direction of the transmission axis of the incident side polarizing plate of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B.

これにより、偏光変換素子22を透過した合成光LWから分離される赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBの偏光方向は、各光変調装置400R,400G,400Bの入射側偏光板の透過軸方向に一致する。したがって、赤色光LR、緑色光LG、および青色光LBは、入射側偏光板でそれぞれ吸収されることなく、光変調装置400R,400G,400Bの画像形成領域にそれぞれ入射する。 As a result, the polarization directions of the red light LR, green light LG, and blue light LB separated from the combined light LW transmitted through the polarization conversion element 22 coincide with the transmission axis direction of the incident-side polarizing plate of each of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B. Therefore, the red light LR, green light LG, and blue light LB are not absorbed by the incident-side polarizing plate, and are incident on the image formation areas of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B, respectively.

偏光変換素子22を透過した合成光LWは、重畳レンズ23に入射する。重畳レンズ23は、インテグレーター光学素子21と協働して、被照明領域である光変調装置400R,400G,400Bの各々の画像形成領域における照度分布を均一化する。 The combined light LW transmitted through the polarization conversion element 22 is incident on the superimposing lens 23. The superimposing lens 23 cooperates with the integrator optical element 21 to homogenize the illuminance distribution in the image forming areas of the light modulation devices 400R, 400G, and 400B, which are the illuminated areas.

制御部24は、第1光源部11の第1発光素子27、および第2光源部12の第2発光素子32のそれぞれに供給する電流値を制御する。具体的には、制御部24は、フィルター15が第1位置に配置される場合の第1光源部11および第2光源部12のそれぞれに供給する電流値と、フィルター15が第2位置に配置される場合の第1光源部11および第2光源部12のそれぞれに供給する電流値と、を個別に制御する。制御の具体例については後述する。さらに、制御部24は、色再現性重視モードと輝度重視モードとのいずれか一方が選択された際のフィルター15の移動、第1位相差板29の回転角度、拡散板44の回転速度等の項目を制御してもよい。 The control unit 24 controls the current value supplied to each of the first light-emitting element 27 of the first light source unit 11 and the second light-emitting element 32 of the second light source unit 12. Specifically, the control unit 24 individually controls the current value supplied to each of the first light source unit 11 and the second light source unit 12 when the filter 15 is placed in the first position, and the current value supplied to each of the first light source unit 11 and the second light source unit 12 when the filter 15 is placed in the second position. Specific examples of control will be described later. Furthermore, the control unit 24 may control items such as the movement of the filter 15, the rotation angle of the first retardation plate 29, and the rotation speed of the diffusion plate 44 when either the color reproducibility mode or the brightness mode is selected.

以下、第1光源部11および第2光源部12のそれぞれから射出される光の振る舞いについて説明する。
上述したように、第1光源部11において、第1発光素子27から射出されるS偏光成分の青色光LBsは、第1位相差板29を透過することにより、S偏光成分とP偏光成分とが所定の割合で混在した青色光LBs,LBpに変換される。このうち、P偏光成分の青色光LBpは、光合成素子14を透過し、平行化素子16によって集光された状態で、波長変換素子13に入射する。波長変換素子13において、緑色蛍光体が青色光LBpによって励起され、緑色光LGが発光する。波長変換素子13から射出される緑色光LGは、平行化素子16によって平行化された後、光合成素子14によって反射され、フィルター15に向かって進む。
The behavior of the light emitted from each of the first light source unit 11 and the second light source unit 12 will be described below.
As described above, in the first light source unit 11, the blue light LBs of the S-polarized component emitted from the first light-emitting element 27 is converted into blue light LBs, LBp in which the S-polarized component and the P-polarized component are mixed at a predetermined ratio by transmitting through the first phase difference plate 29. Of these, the blue light LBp of the P-polarized component transmits through the light combining element 14 and enters the wavelength conversion element 13 in a state where it is collected by the parallelizing element 16. In the wavelength conversion element 13, the green phosphor is excited by the blue light LBp, and green light LG is emitted. The green light LG emitted from the wavelength conversion element 13 is parallelized by the parallelizing element 16, reflected by the light combining element 14, and proceeds toward the filter 15.

一方、S偏光成分の青色光LBsは、光合成素子14によって反射され、第2位相差板20を透過することにより、所定の円偏光、例えば右回りの円偏光の青色光LBc1に変換される。右回りの円偏光の青色光LBc1は、集光・ピックアップ素子19によって集光された状態で、拡散板44に入射する。拡散板44に入射した右回りの円偏光の青色光LBc1は、拡散板44によって拡散されるとともに、左回りの円偏光の青色光LBc2に変換される。左回りの円偏光の青色光LBc2は、集光・ピックアップ素子19によって平行化された後、第2位相差板20を透過することにより、P偏光成分の青色光LBpに変換される。P偏光成分の青色光LBpは、光合成素子14を透過し、フィルター15に向かって進む。 On the other hand, the S-polarized blue light LBs is reflected by the light combining element 14 and converted into a predetermined circularly polarized light, for example, right-handed circularly polarized blue light LBc1, by passing through the second phase difference plate 20. The right-handed circularly polarized blue light LBc1 is collected by the light collecting/pickup element 19 and enters the diffusion plate 44. The right-handed circularly polarized blue light LBc1 that enters the diffusion plate 44 is diffused by the diffusion plate 44 and converted into left-handed circularly polarized blue light LBc2. The left-handed circularly polarized blue light LBc2 is collimated by the light collecting/pickup element 19 and then converted into P-polarized blue light LBp by passing through the second phase difference plate 20. The P-polarized blue light LBp passes through the light combining element 14 and proceeds toward the filter 15.

第2光源部12において、第2発光素子32から射出される赤色光LRは、集光素子18によって集光された状態で拡散板44に入射し、拡散板44によって拡散される。拡散された赤色光LRは、集光・ピックアップ素子19によって平行化された後、第2位相差板20を透過し、光合成素子14を透過し、フィルター15に向かって進む。なお、第2位相差板20は、青色波長帯に対して最適化されているため、赤色光LRが第2位相差板20を透過しても偏光状態が大きく変化することはない。また、光合成素子14は、赤色光LRを赤色光LRの偏光状態にかかわらず透過させる。 In the second light source unit 12, the red light LR emitted from the second light emitting element 32 is focused by the focusing element 18 and enters the diffusion plate 44, where it is diffused. The diffused red light LR is collimated by the focusing/pickup element 19, then passes through the second phase difference plate 20, passes through the light combining element 14, and proceeds toward the filter 15. Note that since the second phase difference plate 20 is optimized for the blue wavelength band, the polarization state does not change significantly even when the red light LR passes through the second phase difference plate 20. Furthermore, the light combining element 14 transmits the red light LR regardless of the polarization state of the red light LR.

以上のように、青色光LBpと緑色光LGと赤色光LRとは、光合成素子14によって合成される。光合成素子14からは、白色の合成光LWが射出される。 As described above, the blue light LBp, the green light LG, and the red light LR are combined by the light combining element 14. The light combining element 14 emits white combined light LW.

以下、フィルター15および光合成素子14の各光学膜の分光特性について説明する。
図3は、フィルター15の第1光学膜41の分光特性を示すグラフである。図4は、フィルター15の第2光学膜42の分光特性を示すグラフである。図5は、光合成素子14の第3光学膜37の分光特性を示すグラフである。図6は、光合成素子14の第4光学膜38の分光特性を示すグラフである。図3~図6において、横軸は波長(nm)であり、縦軸は透過率(%)である。
図8は、各光源部11,12の発光スペクトルを示すグラフである。図9は、フィルター15を透過した後の緑色光LGのスペクトルを示すグラフである。図8および図9において、横軸は波長(nm)であり、縦軸は相対輝度(-)である。
The spectral characteristics of the filter 15 and the optical films of the light combining element 14 will be described below.
Fig. 3 is a graph showing the spectral characteristics of the first optical film 41 of the filter 15. Fig. 4 is a graph showing the spectral characteristics of the second optical film 42 of the filter 15. Fig. 5 is a graph showing the spectral characteristics of the third optical film 37 of the light combining element 14. Fig. 6 is a graph showing the spectral characteristics of the fourth optical film 38 of the light combining element 14. In Figs. 3 to 6, the horizontal axis is wavelength (nm) and the vertical axis is transmittance (%).
Fig. 8 is a graph showing the emission spectra of the light source units 11 and 12. Fig. 9 is a graph showing the spectrum of the green light LG after passing through the filter 15. In Figs. 8 and 9, the horizontal axis is wavelength (nm) and the vertical axis is relative luminance (-).

図8に示すように、第1光源部11の第1発光素子27は、455nm±10nmの青色波長帯の青色光LBsを射出する。第2光源部12の第2発光素子32は、640nm±10nmの赤色波長帯の赤色光LRを射出する。波長変換素子13は、470~650nmの緑色波長帯の緑色光LGを射出する。 As shown in FIG. 8, the first light-emitting element 27 of the first light source unit 11 emits blue light LBs in the blue wavelength band of 455 nm±10 nm. The second light-emitting element 32 of the second light source unit 12 emits red light LR in the red wavelength band of 640 nm±10 nm. The wavelength conversion element 13 emits green light LG in the green wavelength band of 470 to 650 nm.

上記の発光スペクトルに対して、図3に示すように、フィルター15の第1光学膜41は、波長変換素子13から射出される緑色光LGのうち、470~520nm程度の短波長側の成分をカットし、残りの波長帯の成分を透過させる。さらに、第1光学膜41は、中心波長が455nmの青色光LBpと中心波長が640nmの赤色光LRとを透過させる。このように、第1光学膜41は、緑色光LGのうちの短波長側の成分のカットに寄与する。 As shown in FIG. 3, for the above emission spectrum, the first optical film 41 of the filter 15 cuts out the short-wavelength components of the green light LG emitted from the wavelength conversion element 13, that is, components on the short wavelength side of about 470 to 520 nm, and transmits the components in the remaining wavelength band. Furthermore, the first optical film 41 transmits blue light LBp with a central wavelength of 455 nm and red light LR with a central wavelength of 640 nm. In this way, the first optical film 41 contributes to cutting out the short-wavelength components of the green light LG.

図4に示すように、フィルター15の第2光学膜42は、波長変換素子13から射出される緑色光LGのうち、540~620nm程度の長波長側の成分をカットし、残りの波長帯の成分を透過させる。さらに、第2光学膜42は、中心波長が455nmの青色光LBpと中心波長が640nmの赤色光LRとを透過させる。このように、第2光学膜42は、緑色光LGのうちの長波長側の成分のカットに寄与する。 As shown in FIG. 4, the second optical film 42 of the filter 15 cuts out the long wavelength components of about 540 to 620 nm of the green light LG emitted from the wavelength conversion element 13, and transmits the remaining wavelength band components. Furthermore, the second optical film 42 transmits blue light LBp with a central wavelength of 455 nm and red light LR with a central wavelength of 640 nm. In this way, the second optical film 42 contributes to cutting out the long wavelength components of the green light LG.

上記2つの光学膜41,42の作用により、フィルター15は、波長変換素子13から射出される470~650nmの第3波長帯の緑色光LGのうち、470~520nmの短波長成分と540~620nmの長波長成分とをカットする。これにより、図9に示すように、フィルター15は、緑色光LGの波長帯を530nm±20nm程度にまで狭帯域化することができる。 By the action of the two optical films 41, 42, the filter 15 cuts out the short wavelength component of 470 to 520 nm and the long wavelength component of 540 to 620 nm of the green light LG in the third wavelength band of 470 to 650 nm emitted from the wavelength conversion element 13. As a result, as shown in FIG. 9, the filter 15 can narrow the wavelength band of the green light LG to about 530 nm ± 20 nm.

図5に示すように、光合成素子14の第3光学膜37は、第1波長帯の青色光LBs,LBpに対して、P偏光成分の光を透過し、S偏光成分の光を反射する。また、第3光学膜37は、第2波長帯の赤色光LRおよび第3波長帯の緑色光LGを透過する。このように、第3光学膜37は、青色光LBs,LBpに対する偏光分離膜として機能する。 As shown in FIG. 5, the third optical film 37 of the light combining element 14 transmits the P-polarized component of the blue light LBs, LBp in the first wavelength band and reflects the S-polarized component of the light. The third optical film 37 also transmits the red light LR in the second wavelength band and the green light LG in the third wavelength band. In this way, the third optical film 37 functions as a polarization separation film for the blue light LBs, LBp.

図6に示すように、光合成素子14の第4光学膜38は、第1波長帯の青色光LBpを透過し、第3波長帯の緑色光LGを反射し、第2波長帯の赤色光LRを透過する。さらに、第4光学膜38は、第3波長帯の緑色光LGのうちの長波長側の成分を透過する。このように、第4光学膜38は、波長選択膜として機能する。 As shown in FIG. 6, the fourth optical film 38 of the light combining element 14 transmits blue light LBp in the first wavelength band, reflects green light LG in the third wavelength band, and transmits red light LR in the second wavelength band. Furthermore, the fourth optical film 38 transmits the longer wavelength component of the green light LG in the third wavelength band. In this way, the fourth optical film 38 functions as a wavelength selection film.

上記2つの光学膜37,38の作用により、光合成素子14は、第1光源部11から射出される青色光LBs,LBpのうち、P偏光成分の青色光LBpを透過し、S偏光成分の青色光LBsを反射するとともに、赤色光LRを透過し、緑色光LGを反射する機能を実現することができる。 By the action of the two optical films 37, 38, the light combining element 14 can realize the function of transmitting the P-polarized component of the blue light LBp and reflecting the S-polarized component of the blue light LBs and LBp emitted from the first light source unit 11, as well as transmitting the red light LR and reflecting the green light LG.

なお、フィルター15は、上記の構成に代えて、以下の構成を有していてもよい。
図7は、変形例のフィルターの第1光学膜の分光特性を示すグラフである。
図示を省略するが、変形例のフィルターは、基板と、基板の一方の面に設けられた第1光学膜と、基板の他方の面に設けられた反射防止膜と、を有する。
Instead of the above configuration, the filter 15 may have the following configuration.
FIG. 7 is a graph showing the spectral characteristics of the first optical film of the filter of the modified example.
Although not shown in the drawings, the filter of the modified example has a substrate, a first optical film provided on one surface of the substrate, and an anti-reflection film provided on the other surface of the substrate.

図7に示すように、変形例のフィルターの第1光学膜は、波長変換素子13から射出される470~650nmの波長帯の緑色光LGのうち、520~550nmの成分のみを透過させる。また、第1光学膜は、中心波長が455nmの青色光LBpと中心波長が640nmの赤色光LRとを透過させる。 As shown in FIG. 7, the first optical film of the modified filter transmits only the 520-550 nm component of the green light LG in the wavelength band of 470-650 nm emitted from the wavelength conversion element 13. The first optical film also transmits blue light LBp with a central wavelength of 455 nm and red light LR with a central wavelength of 640 nm.

以上説明したように、光合成素子14から射出される合成光LWに含まれる緑色光LGは、フィルター15を透過することにより、狭帯域化されて色純度が向上する。一方、青色光LBpおよび赤色光LRは、もともと半導体レーザーに由来する狭帯域の光であり、フィルター15を透過しても色純度は高いままである。そのため、合成光LWの光路内にフィルター15を配置すれば、合成光LWの色域が広がるため、色再現性を高めることができる。これに対して、合成光LWの光路外にフィルター15を配置すれば、緑色光LGの一部の成分がフィルター15によってカットされなくなるため、合成光LWの輝度を高めることができる。 As described above, the green light LG contained in the combined light LW emitted from the light combining element 14 is narrowed in band and its color purity is improved by passing through the filter 15. On the other hand, the blue light LBp and the red light LR are originally narrow band lights derived from semiconductor lasers, and their color purity remains high even after passing through the filter 15. Therefore, if the filter 15 is placed in the optical path of the combined light LW, the color gamut of the combined light LW is expanded, and color reproducibility can be improved. On the other hand, if the filter 15 is placed outside the optical path of the combined light LW, some components of the green light LG are not cut by the filter 15, and the brightness of the combined light LW can be increased.

本実施形態の光源装置100は、フィルター15の光入射側に設けられ、波長変換素子13から射出される緑色光LGを略平行化する平行化素子16を備える。さらに、光源装置100は、フィルター15の光入射側に設けられ、拡散板44から射出される青色光LBc2および赤色光LRを略平行化する集光・ピックアップ素子19を備える。また、フィルター15は、光入射面15aが緑色光LGを含む合成光LWの主光線の光路に対して90度の角度で交差する向きに配置されている。この構成により、合成光LWは、フィルター15の光入射面15aに対して垂直に入射する。これにより、フィルター15の各光学膜41,42の設計に際して光の入射角依存性を考慮しなくて済むため、フィルター15の特性を向上させやすく、フィルター15を製造しやすい。 The light source device 100 of this embodiment is provided with a collimating element 16 that is provided on the light incident side of the filter 15 and that approximately collimates the green light LG emitted from the wavelength conversion element 13. Furthermore, the light source device 100 is provided with a light collecting/pickup element 19 that is provided on the light incident side of the filter 15 and that approximately collimates the blue light LBc2 and the red light LR emitted from the diffusion plate 44. The filter 15 is also arranged in such a direction that the light incident surface 15a intersects with the optical path of the principal ray of the combined light LW containing the green light LG at an angle of 90 degrees. With this configuration, the combined light LW is perpendicularly incident on the light incident surface 15a of the filter 15. As a result, it is not necessary to consider the incidence angle dependency of light when designing each optical film 41, 42 of the filter 15, so that it is easy to improve the characteristics of the filter 15 and to manufacture the filter 15.

以下、制御部24による各光源部11,12への電流値の制御の具体例について説明する。
本発明者の検討において、特定の光学系を用いたプロジェクターの色温度を6500Kと設定し、偏差を0.003と設定する。フィルター15を光路内に入れていない状態で色域が規格のDCI-P3を満足したとすると、所定のホワイトバランスを確保するための各色光の光量のバランスは、赤色光:緑色光:青色光=160%:100%:58%、となる。
A specific example of the control of the current values to the light sources 11 and 12 by the control unit 24 will be described below.
In the inventor's study, the color temperature of a projector using a specific optical system is set to 6500 K, and the deviation is set to 0.003. If the color gamut satisfies the DCI-P3 standard when the filter 15 is not inserted in the optical path, the balance of the light amounts of the respective color lights to ensure a predetermined white balance is red light: green light: blue light = 160%: 100%: 58%.

次に、色再現性を高めるために、フィルター15を光路内に入れたとする。このとき、緑色光LGの一部がフィルター15によってカットされるため、緑色光LGの光量が減少する。この場合、フィルター15を光路内に入れていない場合と同等のホワイトバランスを確保するためには、緑色光LGの光量減少に合わせて、赤色光LRおよび青色光LBpの光量も減少させる必要がある。したがって、フィルター15を光路内に入れた場合の光量のバランスは、赤色光:緑色光:青色光=75%:100%:15.9%、となる。 Next, suppose that filter 15 is placed in the light path to improve color reproducibility. At this time, part of the green light LG is cut by filter 15, so the amount of green light LG decreases. In this case, to ensure the same white balance as when filter 15 is not placed in the light path, it is necessary to reduce the amount of red light LR and blue light LBp in accordance with the decrease in the amount of green light LG. Therefore, the balance of light amounts when filter 15 is placed in the light path is red light: green light: blue light = 75%: 100%: 15.9%.

このように、フィルター15を光路内に入れた状態では、緑色光LGの光量と青色光LBpの光量とのバランスがフィルター15を光路内に入れていない状態から変化する。そこで、第1位相差板29を回転させてP偏光成分とS偏光成分との光量比を変化させることにより、緑色光LGの光量と青色光LBpの光量とのバランスを調整する。また、フィルター15を光路内に入れた状態では、緑色光LGの光量と赤色光LRの光量とのバランスも、フィルター15を光路内に入れていない状態から変化する。そこで、制御部24は、フィルター15を光路内に入れた場合の第2発光素子32に供給する電流値を、フィルター15を光路内に入れていない場合の第2発光素子32に供給する電流値よりも小さくする制御を行う。 In this way, when the filter 15 is inserted in the optical path, the balance between the amount of green light LG and the amount of blue light LBp changes from the state when the filter 15 is not inserted in the optical path. Therefore, the balance between the amount of green light LG and the amount of blue light LBp is adjusted by rotating the first retardation plate 29 to change the light ratio between the P-polarized component and the S-polarized component. Furthermore, when the filter 15 is inserted in the optical path, the balance between the amount of green light LG and the amount of red light LR also changes from the state when the filter 15 is not inserted in the optical path. Therefore, the control unit 24 controls the current value supplied to the second light-emitting element 32 when the filter 15 is inserted in the optical path to be smaller than the current value supplied to the second light-emitting element 32 when the filter 15 is not inserted in the optical path.

ここで、光源装置100が1つの電源から第1発光素子27と第2発光素子32とに電流を振り分ける構成を有する場合、第2発光素子32に供給する電流値を小さくすると、電源の電力容量の余裕が大きくなり、第1発光素子27に多くの電流を振り分けることが可能となる。このとき、制御部24は、フィルター15を光路内に入れた場合の第1発光素子27に供給する電流値を、フィルター15を光路内に入れていない場合の第1発光素子27に供給する電流値よりも大きくする制御を行う。 Here, when the light source device 100 has a configuration in which current is distributed from one power source to the first light-emitting element 27 and the second light-emitting element 32, reducing the current value supplied to the second light-emitting element 32 increases the margin of the power capacity of the power source, making it possible to distribute a larger current to the first light-emitting element 27. At this time, the control unit 24 performs control so that the current value supplied to the first light-emitting element 27 when the filter 15 is placed in the optical path is greater than the current value supplied to the first light-emitting element 27 when the filter 15 is not placed in the optical path.

本実施形態の光源装置100においては、制御部24が以上の制御を行うことにより、光源装置100から射出される合成光LWのホワイトバランスを調整しつつ、フィルター15を光路内に入れた場合の明るさの低下を最小限に抑えることができる。 In the light source device 100 of this embodiment, the control unit 24 performs the above control, thereby adjusting the white balance of the composite light LW emitted from the light source device 100 while minimizing the decrease in brightness when the filter 15 is placed in the light path.

以下、フィルター15の好ましい移動方向について、図10および図11を用いて説明する。
図10は、フィルター15上での青色光LBpの照度分布とフィルター15の移動方向との関係を示す図である。図11は、フィルター15上での緑色光LGの照度分布とフィルター15の移動方向との関係を示す図である。
A preferred moving direction of the filter 15 will now be described with reference to FIGS.
Fig. 10 is a diagram showing the relationship between the illuminance distribution of blue light LBp on filter 15 and the movement direction of filter 15. Fig. 11 is a diagram showing the relationship between the illuminance distribution of green light LG on filter 15 and the movement direction of filter 15.

一般に、半導体レーザーから射出される光の断面形状は、長軸と短軸とを有する楕円形である。本明細書において、光の断面形状は、光の主光線に垂直な方向の断面形状と定義する。そのため、本実施形態において、フィルター15に入射する時点での青色光LBpの断面形状は、第1発光素子27の個数や配置によっても多少変わるが、拡散板44で拡散されたとしても円形にはならず、図10に示すように、楕円形の形状を維持する場合が多い。 Generally, the cross-sectional shape of light emitted from a semiconductor laser is an ellipse having a major axis and a minor axis. In this specification, the cross-sectional shape of light is defined as the cross-sectional shape in a direction perpendicular to the principal ray of the light. Therefore, in this embodiment, the cross-sectional shape of the blue light LBp at the time of entering the filter 15 varies slightly depending on the number and arrangement of the first light-emitting elements 27, but even if diffused by the diffuser plate 44, it does not become circular, and in most cases maintains an elliptical shape as shown in FIG. 10.

一方、緑色光LGは波長変換素子13から等方的にランバート発光するため、フィルター15に入射する時点での緑色光LGの断面形状は、図11に示すように、円形の形状を維持する場合が多い。また、フィルター15の後段の光学系における色むらを抑えるために、緑色光LGの断面形状における径の長さD1を、青色光LBpの断面形状における長軸に沿う方向の径の長さD2および短軸に沿う方向の径の長さD3のいずれか一方と略一致させる。図10および図11の例では、緑色光LGの断面形状における径の長さD1を、青色光LBpの断面形状における長軸に沿う方向の径の長さD2と略一致させている。これとは逆に、緑色光LGの断面形状における径の長さD1を、青色光LBpの断面形状における短軸に沿う方向の径の長さD3と略一致させてもよい。 On the other hand, since the green light LG is isotropically emitted from the wavelength conversion element 13 as Lambertian light, the cross-sectional shape of the green light LG at the time of entering the filter 15 often maintains a circular shape as shown in FIG. 11. In addition, in order to suppress color unevenness in the optical system subsequent to the filter 15, the diameter D1 of the cross-sectional shape of the green light LG is made to approximately match either the diameter D2 in the direction along the major axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp or the diameter D3 in the direction along the minor axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp. In the examples of FIG. 10 and FIG. 11, the diameter D1 of the cross-sectional shape of the green light LG is made to approximately match the diameter D2 in the direction along the major axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp. Conversely, the diameter D1 of the cross-sectional shape of the green light LG may be made to approximately match the diameter D3 in the direction along the minor axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp.

図10および図11に示すように、フィルター15を青色光LBpの断面形状における短軸に沿う方向(図の横方向)に移動させたとする。この場合、図の右側に示すように、フィルター15の移動途中において、青色光LBpは全ての領域でフィルター15を透過する一方、緑色光LGは一部の領域でフィルター15を透過しない時間が生じる。これにより、モード切替時にフィルター15の移動途中で色むらが生じるおそれがある。したがって、フィルター15を青色光LBpの断面形状における長軸に沿う方向(図の縦方向)に移動させれば、一方の光が全ての領域でフィルター15を透過し、他方の光が一部の領域でフィルター15を透過しないという状況が生じなくなる。これにより、フィルター15の移動途中での色むらの発生を抑えることができる。すなわち、緑色光LGの断面形状における径の長さD1が青色光LBpの断面形状における長軸に沿う方向の径の長さD2、および短軸に沿う方向の径の長さD3のいずれか一方と略一致している場合、フィルター15は、長軸に沿う方向および短軸に沿う方向のうち、略一致している軸に沿う方向に移動させることが望ましい。 As shown in Figures 10 and 11, suppose that the filter 15 is moved in a direction along the short axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp (horizontal direction in the figure). In this case, as shown on the right side of the figure, during the movement of the filter 15, there is a time when the blue light LBp passes through the filter 15 in all areas, while the green light LG does not pass through the filter 15 in some areas. This may cause color unevenness during the movement of the filter 15 when switching modes. Therefore, if the filter 15 is moved in a direction along the long axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp (vertical direction in the figure), a situation will not occur in which one light passes through the filter 15 in all areas and the other light does not pass through the filter 15 in some areas. This makes it possible to suppress the occurrence of color unevenness during the movement of the filter 15. That is, when the diameter D1 of the cross-sectional shape of the green light LG is approximately equal to either the diameter D2 along the major axis of the cross-sectional shape of the blue light LBp or the diameter D3 along the minor axis, it is desirable to move the filter 15 in the direction along the axis that is approximately equal to either the direction along the major axis or the direction along the minor axis.

[第1実施形態の効果]
本実施形態の光源装置100は、S偏光成分とP偏光成分とを含む第1波長帯の青色光LBs,LBpを射出する第1光源部11と、第2波長帯の赤色光LRを射出する第2光源部12と、青色光LBpを第3波長帯の緑色光LGに変換する波長変換素子13と、青色光LBpと赤色光LRと緑色光LGとを合成して合成光LWを射出する光合成素子14と、緑色光LGが入射する場合に第3波長帯のうちの一部の波長帯の光を減光させるフィルター15と、を備える。光合成素子14は、第1光源部11から射出される青色光LBs,LBpのうち、S偏光成分の青色光LBsを反射してP偏光成分の青色光LBpを透過することにより、P偏光成分の青色光LBpを波長変換素子13に向けて射出し、S偏光成分の青色光LBsを拡散装置17に向けて射出し、青色光LBpおよび赤色光LRを透過し、緑色光LGを反射する。フィルター15は、緑色光LGがフィルター15を透過する第1位置と、緑色光LGがフィルター15を透過しない第2位置と、の間で移動可能である。
[Effects of the First Embodiment]
The light source device 100 of this embodiment includes a first light source unit 11 that emits blue light LBs, LBp in a first wavelength band including an S-polarized component and a P-polarized component, a second light source unit 12 that emits red light LR in a second wavelength band, a wavelength conversion element 13 that converts the blue light LBp into green light LG in a third wavelength band, a light combining element 14 that combines the blue light LBp, red light LR, and green light LG to emit combined light LW, and a filter 15 that attenuates light in a portion of the third wavelength band when green light LG is incident. The light combining element 14 reflects the S-polarized blue light LBs and transmits the P-polarized blue light LBp out of the blue light LBs, LBp emitted from the first light source unit 11, thereby emitting the P-polarized blue light LBp toward the wavelength conversion element 13 and emitting the S-polarized blue light LBs toward the diffusion device 17, transmitting the blue light LBp and the red light LR, and reflecting the green light LG. The filter 15 is movable between a first position where the green light LG transmits through the filter 15 and a second position where the green light LG does not transmit through the filter 15.

この構成によれば、上述したように、緑色光LGがフィルター15を透過する第1位置において、緑色光LGの一部の波長帯の光が減光されることにより、緑色光LGが狭帯域化され、色純度が向上する。これにより、合成光LWの色域が広がり、色再現性を高めることができる。一方、緑色光LGがフィルター15を透過しない第2位置においては、緑色光LGの一部の波長帯の光がフィルター15によって減光されなくなるため、合成光LWの輝度を高めることができる。このように、フィルター15を第1位置と第2位置との間で移動させることにより、光源装置100から射出される合成光LWの特性を変えることができる。その結果、光源装置100をプロジェクター10に適用した場合、フィルター15の移動によって、色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができる。 According to this configuration, as described above, at the first position where the green light LG passes through the filter 15, the light of a part of the wavelength band of the green light LG is attenuated, narrowing the band of the green light LG and improving the color purity. This widens the color gamut of the composite light LW, and improves color reproducibility. On the other hand, at the second position where the green light LG does not pass through the filter 15, the light of a part of the wavelength band of the green light LG is not attenuated by the filter 15, so that the brightness of the composite light LW can be increased. In this way, by moving the filter 15 between the first position and the second position, the characteristics of the composite light LW emitted from the light source device 100 can be changed. As a result, when the light source device 100 is applied to the projector 10, the movement of the filter 15 can switch between a color reproducibility-oriented mode and a brightness-oriented mode.

本実施形態のプロジェクター10は、本実施形態の光源装置100と、光源装置100から射出される合成光LWを含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置400R,400G,400Bと、光変調装置400R,400G,400Bにより変調された光を投写する投写光学装置600と、を備える。 The projector 10 of this embodiment includes the light source device 100 of this embodiment, light modulation devices 400R, 400G, and 400B that modulate the light including the composite light LW emitted from the light source device 100 in accordance with image information, and a projection optical device 600 that projects the light modulated by the light modulation devices 400R, 400G, and 400B.

この構成によれば、光源装置100によって色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができるため、例えば映像の表現力を高めて映画などを視聴する用途と、明るい部屋で資料等を表示する用途と、を使用者が使い分けることが可能なプロジェクター10が実現できる。 With this configuration, the light source device 100 can switch between a color reproducibility-oriented mode and a brightness-oriented mode, realizing a projector 10 that can be used by the user for different purposes, for example, to enhance the expressiveness of images when watching movies, etc., and to display documents, etc., in a bright room.

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態について、図12を用いて説明する。
第2実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。
[Second embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The basic configuration of the projector of the second embodiment is similar to that of the first embodiment, but the configuration of the light source device is different from that of the first embodiment, so a description of the basic configuration of the projector will be omitted.

図12は、第2実施形態の光源装置120の概略構成図である。
図12において、第1実施形態で用いた図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 12 is a schematic diagram of a light source device 120 according to the second embodiment.
In FIG. 12, the same components as those in FIG. 2 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図12に示すように、本実施形態の光源装置120は、第1光源部11と、第2光源部12と、波長変換素子13と、光合成素子14と、フィルター15と、平行化素子16と、拡散装置17と、集光素子18と、集光・ピックアップ素子19と、第2位相差板20と、インテグレーター光学素子21と、偏光変換素子22と、重畳レンズ23と、制御部24と、を備える。 As shown in FIG. 12, the light source device 120 of this embodiment includes a first light source unit 11, a second light source unit 12, a wavelength conversion element 13, a light combining element 14, a filter 15, a parallelizing element 16, a diffusion device 17, a focusing element 18, a focusing/pickup element 19, a second retardation plate 20, an integrator optical element 21, a polarization conversion element 22, a superimposing lens 23, and a control unit 24.

第1実施形態では、フィルター15は、光入射面15aが緑色光LGを含む合成光LWの主光線の光路に対して90度の角度で交差する向きに配置されている。これに対して、本実施形態では、フィルター15は、光入射面15aが緑色光LGを含む合成光LWの主光線の光路(光軸AX2)に対して90度以外の角度で交差する向きに傾いて配置されている。光源装置120のその他の構成は、第1実施形態と同様である。 In the first embodiment, the filter 15 is arranged so that the light incident surface 15a intersects the optical path of the chief ray of the composite light LW containing the green light LG at an angle of 90 degrees. In contrast, in the present embodiment, the filter 15 is arranged so that the light incident surface 15a is tilted so that it intersects the optical path (optical axis AX2) of the chief ray of the composite light LW containing the green light LG at an angle other than 90 degrees. The other configurations of the light source device 120 are the same as those of the first embodiment.

[第2実施形態の効果]
本実施形態の光源装置120においても、フィルター15を第1位置と第2位置との間で移動させることにより、光源装置120から射出される合成光LWの特性を変えることができ、プロジェクター10に適用した場合に色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the second embodiment]
In the light source device 120 of this embodiment, the characteristics of the synthetic light LW emitted from the light source device 120 can be changed by moving the filter 15 between the first position and the second position, and when applied to the projector 10, the same effect as in the first embodiment can be obtained, that is, the color reproducibility-oriented mode and the brightness-oriented mode can be switched between.

さらに本実施形態の場合、フィルター15の光入射面15aが緑色光LGを含む合成光LWの主光線の光路に対して90度以外の角度で交差する向きに傾いている。この構成によれば、フィルター15で反射する合成光LWの一部がフィルター15に入射する合成光LWとは異なる経路を進むため、フィルター15で反射した後、波長変換素子13および各発光素子27,32に戻る光を減らすことができる。これにより、波長変換素子13および各発光素子27,32の信頼性を高めることができる。例えば、波長変換素子13に向かって進む光が波長変換素子13の支持基板に入射する構成としてもよい。この構成によれば、反射光によって生じる熱を支持基板から放出することができ、波長変換素子13の信頼性を高めることができる。 Furthermore, in this embodiment, the light incidence surface 15a of the filter 15 is inclined in a direction intersecting the optical path of the principal ray of the composite light LW containing the green light LG at an angle other than 90 degrees. With this configuration, a part of the composite light LW reflected by the filter 15 travels a different path from the composite light LW incident on the filter 15, so that the light that returns to the wavelength conversion element 13 and each of the light emitting elements 27, 32 after being reflected by the filter 15 can be reduced. This can improve the reliability of the wavelength conversion element 13 and each of the light emitting elements 27, 32. For example, the light traveling toward the wavelength conversion element 13 may be configured to be incident on the support substrate of the wavelength conversion element 13. With this configuration, heat generated by the reflected light can be released from the support substrate, and the reliability of the wavelength conversion element 13 can be improved.

[第3実施形態]
以下、本発明の第3実施形態について、図13および図14を用いて説明する。
第3実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。
[Third embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The basic configuration of the projector of the third embodiment is similar to that of the first embodiment, but the configuration of the light source device is different from that of the first embodiment, so a description of the basic configuration of the projector will be omitted.

図13は、第3実施形態の光源装置130の概略構成図である。
図13において、第1実施形態で用いた図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 13 is a schematic diagram of a light source device 130 according to the third embodiment.
In FIG. 13, the same components as those in FIG. 2 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図13に示すように、本実施形態の光源装置130は、第1光源部11と、第2光源部12と、波長変換素子13と、光合成素子14と、フィルター55と、平行化素子16と、拡散装置17と、集光素子18と、集光・ピックアップ素子19と、第2位相差板20と、インテグレーター光学素子21と、偏光変換素子22と、重畳レンズ23と、制御部24と、を備える。 As shown in FIG. 13, the light source device 130 of this embodiment includes a first light source unit 11, a second light source unit 12, a wavelength conversion element 13, a light combining element 14, a filter 55, a parallelizing element 16, a diffusing device 17, a focusing element 18, a focusing/pickup element 19, a second retardation plate 20, an integrator optical element 21, a polarization conversion element 22, a superimposing lens 23, and a control unit 24.

本実施形態の光源装置130は、フィルター55の位置が第1実施形態の光源装置100とは異なる。具体的には、本実施形態の場合、フィルター55は、光合成素子14と波長変換素子13との間の光軸AX1上に設けられている。第1実施形態の場合、光合成素子14によって合成された合成光LW、すなわち全ての色光がフィルター55に入射する。これに対し、本実施形態の場合、光合成素子14によって合成される前の緑色光LGと、光合成素子14から射出される青色光LBpと、がフィルター55に入射し、赤色光LRはフィルター55に入射しない。光源装置130のその他の構成は、第1実施形態と同様である。 The light source device 130 of this embodiment differs from the light source device 100 of the first embodiment in the position of the filter 55. Specifically, in this embodiment, the filter 55 is provided on the optical axis AX1 between the light combining element 14 and the wavelength conversion element 13. In the first embodiment, the combined light LW combined by the light combining element 14, i.e., all colored light, enters the filter 55. In contrast, in this embodiment, the green light LG before being combined by the light combining element 14 and the blue light LBp emitted from the light combining element 14 enter the filter 55, and the red light LR does not enter the filter 55. The other configurations of the light source device 130 are the same as those of the first embodiment.

図14は、本実施形態のフィルター55の第2光学膜56の分光特性を示すグラフである。図14において、横軸は波長(nm)であり、縦軸は透過率(%)である。 Figure 14 is a graph showing the spectral characteristics of the second optical film 56 of the filter 55 of this embodiment. In Figure 14, the horizontal axis is wavelength (nm) and the vertical axis is transmittance (%).

図14に示すように、フィルター55の第2光学膜56は、波長変換素子13から射出される緑色光LGのうち、550nm以上の長波長側の成分をカットする。なお、第1光学膜41は、第1実施形態の第1光学膜41(図3参照)と同じである。2つの光学膜56,41の作用により、フィルター55は、波長変換素子13から射出される470~650nmの第3波長帯の緑色光のうち、470~520nmの短波長成分の光と550nm以上の長波長成分の光とをカットする。これにより、フィルター55は、緑色光LGを狭帯域化することができる。 As shown in FIG. 14, the second optical film 56 of the filter 55 cuts out the long-wavelength component of 550 nm or more of the green light LG emitted from the wavelength conversion element 13. The first optical film 41 is the same as the first optical film 41 of the first embodiment (see FIG. 3). Due to the action of the two optical films 56, 41, the filter 55 cuts out the short-wavelength component of 470 to 520 nm and the long-wavelength component of 550 nm or more of the green light in the third wavelength band of 470 to 650 nm emitted from the wavelength conversion element 13. This allows the filter 55 to narrow the band of the green light LG.

[第3実施形態の効果]
本実施形態の光源装置130においても、フィルター55を第1位置と第2位置との間で移動させることにより、光源装置130から射出される合成光LWの特性を変えることができ、プロジェクター10に適用した場合に色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the third embodiment]
In the light source device 130 of this embodiment, the characteristics of the synthetic light LW emitted from the light source device 130 can be changed by moving the filter 55 between the first position and the second position, and when applied to the projector 10, the same effect as in the first embodiment can be obtained, that is, the color reproducibility-oriented mode and the brightness-oriented mode can be switched between.

本実施形態の場合、フィルター55の第2光学膜として、第1実施形態の第2光学膜42を用いることもできるが、上述の図14に示す分光特性を有する第2光学膜56を用いることが望ましい。この構成によれば、第2光学膜56は、緑色光LGの長波長側の成分はカットしつつ、赤色光LRを透過させる必要がないため、第2光学膜56の仕様が、図4に示す第1実施形態の第2光学膜42の仕様よりも単純になる。そのため、フィルター55の製造コストを低減できるともに、所望の分光特性を実現しやすい。 In the present embodiment, the second optical film 42 of the first embodiment can be used as the second optical film of the filter 55, but it is preferable to use the second optical film 56 having the spectral characteristics shown in FIG. 14 described above. According to this configuration, the second optical film 56 does not need to transmit the red light LR while cutting the long wavelength components of the green light LG, so the specifications of the second optical film 56 are simpler than the specifications of the second optical film 42 of the first embodiment shown in FIG. 4. This makes it possible to reduce the manufacturing cost of the filter 55 and to easily achieve the desired spectral characteristics.

[第4実施形態]
以下、本発明の第4実施形態について、図15および図16を用いて説明する。
第4実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。
[Fourth embodiment]
A fourth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The basic configuration of the projector of the fourth embodiment is similar to that of the first embodiment, but the configuration of the light source device is different from that of the first embodiment, so a description of the basic configuration of the projector will be omitted.

図15は、第4実施形態の光源装置140の概略構成図である。
図15において、第1実施形態で用いた図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 15 is a schematic diagram of a light source device 140 according to the fourth embodiment.
In FIG. 15, the same components as those in FIG. 2 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図15に示すように、本実施形態の光源装置140は、第1光源部11と、第2光源部12と、波長変換素子13と、光合成素子64と、フィルター15と、平行化素子16と、拡散装置65と、集光素子18と、集光・ピックアップ素子19と、第2位相差板20と、インテグレーター光学素子21と、偏光変換素子22と、重畳レンズ23と、制御部24と、を備える。本実施形態の光源装置140においては、光合成素子64の構成、第2光源部12の位置、および拡散装置65の構成のそれぞれが第1実施形態の光源装置100とは異なる。 As shown in FIG. 15, the light source device 140 of this embodiment includes a first light source unit 11, a second light source unit 12, a wavelength conversion element 13, a light combining element 64, a filter 15, a parallelizing element 16, a diffusion device 65, a focusing element 18, a focusing/pickup element 19, a second retardation plate 20, an integrator optical element 21, a polarization conversion element 22, a superimposing lens 23, and a control unit 24. In the light source device 140 of this embodiment, the configuration of the light combining element 64, the position of the second light source unit 12, and the configuration of the diffusion device 65 are all different from those of the light source device 100 of the first embodiment.

本実施形態の場合、光合成素子64は、第1光合成素子67と、第2光合成素子68と、から構成される。第1光合成素子67の構成および光学特性は、第1実施形態の光合成素子14と同一である。また、第1光合成素子67に対する第1光源部11、波長変換素子13、および拡散装置65の位置関係についても、第1実施形態と同一である。 In this embodiment, the light combining element 64 is composed of a first light combining element 67 and a second light combining element 68. The configuration and optical characteristics of the first light combining element 67 are the same as those of the light combining element 14 in the first embodiment. In addition, the positional relationship of the first light source unit 11, the wavelength conversion element 13, and the diffusion device 65 with respect to the first light combining element 67 is also the same as in the first embodiment.

拡散板70から射出される光の主光線に沿う軸を光軸AX3と定義する。光軸AX3は、インテグレーター光学素子21、偏光変換素子22、重畳レンズ23等の光軸と一致する。第1実施形態では、第1光源部11の光軸AX1と第2光源部12の光軸AX2とは、直交していた。これに対して、本実施形態では、第1光源部11の光軸AX1と第2光源部12の光軸AX2とは、X軸に平行に配置されて互いに平行であり、かつ、Y軸に平行な光軸AX3とは直交する。 The axis along the principal ray of the light emitted from the diffuser plate 70 is defined as the optical axis AX3. The optical axis AX3 coincides with the optical axes of the integrator optical element 21, the polarization conversion element 22, the superposition lens 23, etc. In the first embodiment, the optical axis AX1 of the first light source unit 11 and the optical axis AX2 of the second light source unit 12 are perpendicular to each other. In contrast, in this embodiment, the optical axis AX1 of the first light source unit 11 and the optical axis AX2 of the second light source unit 12 are arranged parallel to the X-axis and are parallel to each other, and are perpendicular to the optical axis AX3 that is parallel to the Y-axis.

第2光合成素子68は、第1光合成素子67とフィルター15との間の光軸AX3上に設けられている。また、第2光合成素子68は、第2光源部12の光軸AX2と光軸AX3とが互いに交差する位置に設けられている。第2光合成素子68は、基板72と、基板72の一方の面に設けられた第5光学膜73と、基板72の他方の面に設けられた反射防止膜74と、を有する。第5光学膜73は、誘電体多層膜から構成されている。第2光合成素子68は、基板72の板面が光軸AX2および光軸AX3のそれぞれに対して45度の角度をなす向きに配置されている。また、第2光源部12と第2光合成素子68との間の光軸AX2上に、赤色光LRを拡散させる赤色光用拡散板76が設けられている。 The second light combining element 68 is provided on the optical axis AX3 between the first light combining element 67 and the filter 15. The second light combining element 68 is provided at a position where the optical axis AX2 and the optical axis AX3 of the second light source unit 12 intersect with each other. The second light combining element 68 has a substrate 72, a fifth optical film 73 provided on one surface of the substrate 72, and an anti-reflection film 74 provided on the other surface of the substrate 72. The fifth optical film 73 is composed of a dielectric multilayer film. The second light combining element 68 is arranged such that the plate surface of the substrate 72 forms an angle of 45 degrees with respect to each of the optical axis AX2 and the optical axis AX3. A red light diffusion plate 76 for diffusing the red light LR is provided on the optical axis AX2 between the second light source unit 12 and the second light combining element 68.

図16は、第2光合成素子68の第5光学膜73の分光特性を示すグラフである。図16において、横軸は波長(nm)であり、縦軸は透過率(%)である。
図16に示すように、第2光合成素子68は、第5光学膜73の作用により、S偏光成分の赤色光LRsを反射し、P偏光成分の赤色光LRpを透過し、青色光LBpおよび緑色光LGを透過する。
Fig. 16 is a graph showing the spectral characteristics of the fifth optical film 73 of the second light combining element 68. In Fig. 16, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents transmittance (%).
As shown in FIG. 16, the second light combining element 68 reflects the S-polarized red light LRs, transmits the P-polarized red light LRp, and transmits the blue light LBp and green light LG due to the action of the fifth optical film 73.

第1実施形態の拡散板44は、青色光LBc1に対して反射型拡散板として機能させ、赤色光LRに対して透過型拡散板として機能させるため、青色光LBc1を反射し、赤色光LRを透過するダイクロイック膜が必要であった。これに対して、本実施形態の拡散板70は、青色光LBc1および赤色光LRc1の双方に対して反射型拡散板として機能させればよいため、上記のダイクロイック膜が不要であり、上記のダイクロイック膜に代えて反射膜(図示略)が設けられている。 The diffuser 44 of the first embodiment functions as a reflective diffuser for the blue light LBc1 and as a transmissive diffuser for the red light LR, so a dichroic film that reflects the blue light LBc1 and transmits the red light LR was required. In contrast, the diffuser 70 of the present embodiment only needs to function as a reflective diffuser for both the blue light LBc1 and the red light LRc1, so the above-mentioned dichroic film is not required, and a reflective film (not shown) is provided instead of the above-mentioned dichroic film.

以下、各色光の振る舞いについて説明する。
第1光源部11から射出される青色光LBsと、波長変換素子13から射出される緑色光LGの振る舞いについては、第1実施形態の光源装置100と同様であるため、説明を省略する。
The behavior of each color of light will be described below.
The behavior of the blue light LBs emitted from the first light source unit 11 and the green light LG emitted from the wavelength conversion element 13 is similar to that of the light source device 100 of the first embodiment, and therefore a description thereof will be omitted.

第2光源部12において、第2発光素子32から射出されるS偏光成分の赤色光LRsは、赤色光用拡散板76によって拡散された後、第2光合成素子68によって反射され、第1光合成素子67を透過する。第1光合成素子67から射出されるS偏光成分の赤色光LRsは、第1光源部11から射出されるS偏光成分の青色光LBsと同様、第2位相差板20を透過することにより、所定の円偏光、例えば右回りの円偏光の赤色光LRc1に変換される。本実施形態の場合、第2位相差板20は、青色光LBsと赤色光LRsとの双方に対して位相差を付与する。右回りの円偏光の赤色光LRc1は、集光・ピックアップ素子19によって集光された状態で、拡散板70に入射する。右回りの円偏光の赤色光LRc1は、拡散板70によって拡散されるとともに、左回りの円偏光の赤色光LRc2に変換される。左回りの円偏光の赤色光LRc2は、集光・ピックアップ素子19によって平行化された後、第2位相差板20を透過することにより、P偏光成分の赤色光LRpに変換される。P偏光成分の赤色光LRpは、第1光合成素子67を透過し、第2光合成素子68を透過し、フィルター15に向かって進む。 In the second light source unit 12, the red light LRs of the S-polarized component emitted from the second light-emitting element 32 is diffused by the red light diffuser 76, reflected by the second light combiner 68, and transmitted through the first light combiner 67. The red light LRs of the S-polarized component emitted from the first light combiner 67 is converted into a predetermined circularly polarized light, for example, right-handed circularly polarized red light LRc1, by transmitting through the second phase difference plate 20, similar to the blue light LBs of the S-polarized component emitted from the first light source unit 11. In the case of this embodiment, the second phase difference plate 20 imparts a phase difference to both the blue light LBs and the red light LRs. The right-handed circularly polarized red light LRc1 is incident on the diffuser 70 in a state where it is collected by the light collection/pickup element 19. The right-handed circularly polarized red light LRc1 is diffused by the diffuser 70 and converted into left-handed circularly polarized red light LRc2. The left-handed circularly polarized red light LRc2 is collimated by the light collection/pickup element 19, and then passes through the second retardation plate 20, where it is converted into P-polarized red light LRp. The P-polarized red light LRp passes through the first light combining element 67, passes through the second light combining element 68, and travels toward the filter 15.

以上のように、青色光LBpと緑色光LGと赤色光LRpとは、第1光合成素子67および第2光合成素子68からなる光合成素子64によって合成される。光合成素子64からは、白色の合成光LWが射出される。フィルター15の作用については、第1実施形態と同様である。 As described above, the blue light LBp, the green light LG, and the red light LRp are combined by the light combining element 64, which is composed of the first light combining element 67 and the second light combining element 68. White combined light LW is emitted from the light combining element 64. The function of the filter 15 is the same as in the first embodiment.

[第4実施形態の効果]
本実施形態の光源装置140においても、フィルター15を第1位置と第2位置との間で移動させることにより、光源装置140から射出される合成光LWの特性を変えることができ、プロジェクター10に適用した場合に色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the Fourth Embodiment]
In the light source device 140 of this embodiment, the characteristics of the synthetic light LW emitted from the light source device 140 can be changed by moving the filter 15 between the first position and the second position, and when applied to the projector 10, the same effect as in the first embodiment can be obtained, that is, the color reproducibility-oriented mode and the brightness-oriented mode can be switched between.

本実施形態において、フィルター15は、第2光合成素子68とインテグレーター光学素子21との間の光軸AX3上に設けられているが、この位置に代えて、第1光合成素子67と第2光合成素子68との間の光軸AX3上に設けられていてもよい。 In this embodiment, the filter 15 is provided on the optical axis AX3 between the second light combining element 68 and the integrator optical element 21, but instead, it may be provided on the optical axis AX3 between the first light combining element 67 and the second light combining element 68.

[第5実施形態]
以下、本発明の第5実施形態について、図17および図18を用いて説明する。
第5実施形態のプロジェクターの基本構成は第1実施形態と同様であり、光源装置の構成が第1実施形態と異なる。そのため、プロジェクターの基本構成の説明は省略する。
[Fifth embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The basic configuration of the projector of the fifth embodiment is similar to that of the first embodiment, but the configuration of the light source device is different from that of the first embodiment, so a description of the basic configuration of the projector will be omitted.

図17は、第5実施形態の光源装置150の概略構成図である。
図17において、第1実施形態で用いた図2と共通の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 17 is a schematic diagram of a light source device 150 according to the fifth embodiment.
In FIG. 17, the same components as those in FIG. 2 used in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図17に示すように、本実施形態の光源装置150は、第1光源部11と、第2光源部12と、波長変換素子13と、光合成素子14と、フィルター85と、平行化素子16と、拡散装置17と、集光素子18と、集光・ピックアップ素子19と、第2位相差板20と、インテグレーター光学素子21と、偏光変換素子22と、重畳レンズ23と、制御部24と、を備える。 As shown in FIG. 17, the light source device 150 of this embodiment includes a first light source unit 11, a second light source unit 12, a wavelength conversion element 13, a light combining element 14, a filter 85, a parallelizing element 16, a diffusing device 17, a focusing element 18, a focusing/pickup element 19, a second retardation plate 20, an integrator optical element 21, a polarization conversion element 22, a superimposing lens 23, and a control unit 24.

本実施形態の光源装置150は、フィルター85の位置および構成が第1実施形態の光源装置100とは異なる。具体的には、本実施形態の場合、フィルター85は、インテグレーター光学素子21と偏光変換素子22との間の光軸AX2上に設けられている。換言すると、インテグレーター光学素子21は、フィルター85の光入射側に設けられている。偏光変換素子22は、フィルター85の光射出側に設けられている。また、フィルター85は、偏光変換素子22に近い位置に配置されることが望ましい。
本実施形態のインテグレーター光学素子21は、特許請求の範囲の第1光学素子に対応する。本実施形態の偏光変換素子22は、特許請求の範囲の第2光学素子に対応する。
The light source device 150 of this embodiment differs from the light source device 100 of the first embodiment in the position and configuration of the filter 85. Specifically, in this embodiment, the filter 85 is provided on the optical axis AX2 between the integrator optical element 21 and the polarization conversion element 22. In other words, the integrator optical element 21 is provided on the light incident side of the filter 85. The polarization conversion element 22 is provided on the light exit side of the filter 85. In addition, it is desirable to place the filter 85 in a position close to the polarization conversion element 22.
The integrator optical element 21 of this embodiment corresponds to a first optical element in the claims, and the polarization conversion element 22 of this embodiment corresponds to a second optical element in the claims.

図18は、フィルター85および偏光変換素子22の近傍を示す拡大図である。図18において、第1位置に配置される際のフィルター85を実線で示し、第2位置に配置される際のフィルター85を破線で示す。また、図面を見やすくするため、第1位置に配置されるフィルター85の位置と、第2位置に配置されるフィルター85の位置と、を光の進行方向にずらして示す。 Figure 18 is an enlarged view showing the filter 85 and the vicinity of the polarization conversion element 22. In Figure 18, the filter 85 when placed in the first position is shown by a solid line, and the filter 85 when placed in the second position is shown by a dashed line. In order to make the drawing easier to see, the positions of the filter 85 placed in the first position and the filter 85 placed in the second position are shown shifted in the light traveling direction.

第1実施形態で説明したように、インテグレーター光学素子21の第1マルチレンズアレイ48は、光合成素子14から射出される合成光LWを複数の光束に分割し、複数の光束を第2マルチレンズアレイ49に入射させる。そのため、図18に示すように、合成光LWを構成する複数の光束は、第2マルチレンズアレイ49から射出される。ここで、複数の光束のうち、任意の隣り合う2つの光束を第1光束L1および第2光束L2とする。 As described in the first embodiment, the first multi-lens array 48 of the integrator optical element 21 splits the combined light LW emitted from the light combining element 14 into multiple light beams, and causes the multiple light beams to enter the second multi-lens array 49. Therefore, as shown in FIG. 18, the multiple light beams constituting the combined light LW are emitted from the second multi-lens array 49. Here, any two adjacent light beams among the multiple light beams are referred to as the first light beam L1 and the second light beam L2.

一方、偏光変換素子22は、複数の偏光分離膜87のそれぞれと複数の反射膜88のそれぞれとが交互に配置された構成を有し、複数の光束のそれぞれを複数の偏光分離膜87のそれぞれに入射させる必要がある。したがって、偏光変換素子22は、複数の偏光分離膜87に対応する複数の光入射領域を有する。図18に示す偏光変換素子22において、第1光束L1が入射する光入射領域を第1光入射領域22Aとし、第2光束L2が入射する光入射領域を第2光入射領域22Bとする。 On the other hand, the polarization conversion element 22 has a configuration in which a plurality of polarization separation films 87 and a plurality of reflective films 88 are alternately arranged, and each of the plurality of light beams must be incident on each of the plurality of polarization separation films 87. Therefore, the polarization conversion element 22 has a plurality of light entrance areas corresponding to the plurality of polarization separation films 87. In the polarization conversion element 22 shown in FIG. 18, the light entrance area where the first light beam L1 is incident is the first light entrance area 22A, and the light entrance area where the second light beam L2 is incident is the second light entrance area 22B.

フィルター85は、基板90と、基板90の一方の面に設けられた第1光学膜91と、基板90の他方の面に設けられた第2光学膜92と、を有する。第1光学膜91および第2光学膜92のそれぞれは、誘電体多層膜から構成されている。第1~第4実施形態では、第1光学膜および第2光学膜のそれぞれが基板の全面に設けられていたのに対し、本実施形態では、第1光学膜91および第2光学膜92のそれぞれは、偏光変換素子22の複数の光入射領域のそれぞれに対応するように分割されて設けられている。したがって、以下の説明では、フィルター85のうち、分割された第1光学膜91および第2光学膜92が設けられた1つの領域をフィルター部と称する。第1光束L1が入射するフィルター部を第1フィルター部85Aとし、第2光束L2が入射するフィルター部を第2フィルター部85Bとする。第1光学膜91および第2光学膜92の分光特性は、第1実施形態の第1光学膜41および第2光学膜42の分光特性と同じである。 The filter 85 has a substrate 90, a first optical film 91 provided on one surface of the substrate 90, and a second optical film 92 provided on the other surface of the substrate 90. Each of the first optical film 91 and the second optical film 92 is composed of a dielectric multilayer film. In the first to fourth embodiments, each of the first optical film and the second optical film is provided on the entire surface of the substrate, whereas in this embodiment, each of the first optical film 91 and the second optical film 92 is divided and provided so as to correspond to each of the multiple light incidence areas of the polarization conversion element 22. Therefore, in the following description, one area of the filter 85 where the divided first optical film 91 and second optical film 92 are provided is referred to as a filter section. The filter section into which the first light beam L1 is incident is referred to as the first filter section 85A, and the filter section into which the second light beam L2 is incident is referred to as the second filter section 85B. The spectral characteristics of the first optical film 91 and the second optical film 92 are the same as the spectral characteristics of the first optical film 41 and the second optical film 42 in the first embodiment.

本実施形態の場合、図18の実線で示すように、フィルター85の第1位置において、第1フィルター部85Aは、偏光変換素子22の第1光入射領域22Aと対向する位置に配置され、第2フィルター部85Bは、偏光変換素子22の第2光入射領域22Bと対向する位置に配置される。このとき、緑色光LGを含む合成光LWは、フィルター85を透過する。また、図18の破線で示すように、フィルター85の第2位置において、第1フィルター部85Aは、偏光変換素子22の第1光入射領域22Aと第2光入射領域22Bとの間の領域と対向する位置に配置される。このとき、緑色光LGを含む合成光LWは、フィルター85を透過せず、隣り合う2つのフィルター部の間の基板90を透過する。 In this embodiment, as shown by the solid line in FIG. 18, in the first position of the filter 85, the first filter section 85A is disposed in a position facing the first light entrance area 22A of the polarization conversion element 22, and the second filter section 85B is disposed in a position facing the second light entrance area 22B of the polarization conversion element 22. At this time, the composite light LW including the green light LG passes through the filter 85. Also, as shown by the dashed line in FIG. 18, in the second position of the filter 85, the first filter section 85A is disposed in a position facing the area between the first light entrance area 22A and the second light entrance area 22B of the polarization conversion element 22. At this time, the composite light LW including the green light LG does not pass through the filter 85, but passes through the substrate 90 between the two adjacent filter sections.

[第5実施形態の効果]
本実施形態の光源装置150においても、フィルター85を第1位置と第2位置との間で移動させることにより、光源装置150から射出される合成光LWの特性を変えることができ、プロジェクター10に適用した場合に色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替えることができる、といった第1実施形態と同様の効果が得られる。
[Effects of the Fifth Embodiment]
In the light source device 150 of this embodiment, the characteristics of the synthetic light LW emitted from the light source device 150 can be changed by moving the filter 85 between the first position and the second position, and when applied to the projector 10, the same effect as in the first embodiment can be obtained, that is, the color reproducibility-oriented mode and the brightness-oriented mode can be switched between.

本実施形態の光源装置150において、フィルター85を第1位置と第2位置との間で移動させる場合、フィルター85の全体を複数の光束が通過する領域の外側にまで移動させる必要がなく、偏光変換素子22の1つの光入射領域の幅の分だけ移動させれば済む。このように、本実施形態の場合、フィルター85の移動距離を第1~第4実施形態の光源装置に比べて小さくできるため、光源装置150の小型化を図ることができる。 In the light source device 150 of this embodiment, when the filter 85 is moved between the first position and the second position, there is no need to move the entire filter 85 to the outside of the area through which multiple light beams pass, but it is sufficient to move it by the width of one light entrance area of the polarization conversion element 22. In this way, in the case of this embodiment, the movement distance of the filter 85 can be made smaller than in the light source devices of the first to fourth embodiments, so the light source device 150 can be made more compact.

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。また、本発明の一つの態様は、上記の各実施形態の特徴部分を適宜組み合わせた構成とすることができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. In addition, one aspect of the present invention can be a configuration that appropriately combines the characteristic parts of each of the above-mentioned embodiments.

例えば第1実施形態の光合成素子は、青色光と赤色光とを透過し、緑色光を反射する特性を有するが、この特性とは逆に、青色光と赤色光とを反射し、緑色光を透過する特性を有していてもよい。また、光源装置は、青色光と赤色光との双方を拡散させる拡散装置を備えているが、この構成に代えて、青色光を拡散させる拡散装置と赤色光を拡散させる拡散装置とを個別に備えていてもよい。また、第1光源部は、第1位相差板を必ずしも備えていなくてもよく、例えばP偏光成分の青色光を射出する第1発光素子と、S偏光成分の青色光を射出する第1発光素子と、を第1光源部の中に混在させてもよい。 For example, the light combining element of the first embodiment has the property of transmitting blue light and red light and reflecting green light, but it may have the opposite property of reflecting blue light and red light and transmitting green light. The light source device is provided with a diffusion device that diffuses both blue light and red light, but instead of this configuration, it may be provided with a diffusion device that diffuses blue light and a diffusion device that diffuses red light separately. The first light source unit does not necessarily have to include a first retardation plate, and for example, a first light emitting element that emits a P-polarized component of blue light and a first light emitting element that emits an S-polarized component of blue light may be mixed in the first light source unit.

その他、光源装置およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。また、上記実施形態では、本発明による光源装置を、液晶パネルを用いたプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。本発明による光源装置を、光変調装置としてデジタルマイクロミラーデバイスを用いたプロジェクターに適用してもよい。また、プロジェクターは、複数の光変調装置を有していなくてもよく、1つの光変調装置のみを有する単板式のプロジェクターであってもよい。 The specific description of the shape, number, arrangement, material, etc. of each component of the light source device and the projector is not limited to the above embodiment and can be modified as appropriate. In addition, the above embodiment shows an example in which the light source device according to the present invention is mounted on a projector using a liquid crystal panel, but this is not limited to this. The light source device according to the present invention may be applied to a projector that uses a digital micromirror device as a light modulation device. In addition, the projector does not need to have multiple light modulation devices, and may be a single-panel projector that has only one light modulation device.

上記実施形態では、本発明の光源装置をプロジェクターに適用した例を示したが、これに限られない。本発明の光源装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。 In the above embodiment, an example was shown in which the light source device of the present invention was applied to a projector, but this is not limited to this. The light source device of the present invention can also be applied to lighting fixtures, automobile headlights, etc.

[本開示のまとめ]
以下、本開示のまとめを付記する。
[Summary of the Disclosure]
The following is a summary of this disclosure.

(付記1)
第1偏光成分と、前記第1偏光成分とは異なる第2偏光成分と、を含む第1波長帯の第1光を射出する第1光源部と、
前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の第2光を射出する第2光源部と、
前記第1光を、前記第1波長帯および前記第2波長帯とは異なる第3波長帯の第3光に変換する波長変換素子と、
前記第1光と前記第2光と前記第3光とを合成して合成光を射出する光合成素子と、
前記第3光が入射し、前記第3波長帯のうちの一部の波長帯の光を減光させるフィルターと、
を備え、
前記光合成素子は、
前記第1光源部から射出される前記第1光のうち、前記第1偏光成分の光を反射して前記第2偏光成分の光を透過することにより、前記第1偏光成分の光および前記第2偏光成分の光のうちのいずれか一方を前記波長変換素子に向けて射出し、
前記第1光および前記第2光と、前記第3光と、のいずれか一方を透過し、いずれか他方を反射し、
前記フィルターは、
前記第3光が前記フィルターを透過する第1位置と、前記第3光が前記フィルターを透過しない第2位置と、の間で移動可能である、光源装置。
(Appendix 1)
a first light source unit that emits a first light of a first wavelength band including a first polarized component and a second polarized component different from the first polarized component;
a second light source unit that emits a second light of a second wavelength band different from the first wavelength band;
a wavelength conversion element that converts the first light into a third light of a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band;
a light combining element that combines the first light, the second light, and the third light and emits a combined light;
a filter into which the third light is incident and which attenuates light of a part of the third wavelength band;
Equipped with
The light combining element is
The first light emitted from the first light source unit is reflected by the first polarization component, and the second polarization component is transmitted, thereby emitting one of the first polarization component and the second polarization component toward the wavelength conversion element;
transmits one of the first light, the second light, and the third light, and reflects the other,
The filter comprises:
A light source device that is movable between a first position where the third light passes through the filter and a second position where the third light does not pass through the filter.

付記1の構成によれば、フィルターを第1位置と第2位置との間で移動させることにより、光源装置から射出される合成光の特性を変えることができる。 According to the configuration of Appendix 1, the characteristics of the composite light emitted from the light source device can be changed by moving the filter between the first position and the second position.

(付記2)
前記第1光と前記第2光とを拡散させる拡散装置をさらに備える、付記1に記載の光源装置。
(Appendix 2)
2. The light source device of claim 1, further comprising a diffusion device that diffuses the first light and the second light.

付記2の構成によれば、第1光および第2光の照度分布を均一化でき、色むらを低減できる。また、各光源部がレーザー光源を有する場合、当該光源装置をプロジェクターに適用した場合の画像のスペックルノイズを抑制することができる。さらに、第1光を拡散させる拡散装置と第2光を拡散させる拡散装置とを個別に用意する必要がないため、光源装置の部品点数の削減、および小型化を図ることができる。 According to the configuration of Supplementary Note 2, the illuminance distribution of the first light and the second light can be made uniform, and color unevenness can be reduced. Furthermore, when each light source unit has a laser light source, speckle noise in an image can be suppressed when the light source device is applied to a projector. Furthermore, since there is no need to separately prepare a diffusion device for diffusing the first light and a diffusion device for diffusing the second light, the number of parts in the light source device can be reduced and the size can be reduced.

(付記3)
前記拡散装置は、前記光合成素子と前記第2光源部との間に配置され、
前記拡散装置は、前記光合成素子により反射された前記第1光が入射する面に前記第1光と前記第2光とを拡散させる拡散構造を有し、前記光入射面と反対側の面に、前記第1光を反射し前記第2光を透過する反射膜を有する、付記2に記載の光源装置。
(Appendix 3)
the diffusion device is disposed between the light combining element and the second light source unit,
The light source device described in Appendix 2, wherein the diffusion device has a diffusion structure that diffuses the first light and the second light on a surface on which the first light reflected by the light combining element is incident, and has a reflective film on a surface opposite the light incident surface that reflects the first light and transmits the second light.

付記3の構成によれば、拡散装置を備える場合であっても、光合成素子と第2光源部との間の光軸と交差する方向に光源装置が大型化するのを抑制することができる。 According to the configuration of Supplementary Note 3, even if a diffusion device is provided, it is possible to prevent the light source device from becoming large in size in the direction intersecting the optical axis between the light combining element and the second light source unit.

(付記4)
前記フィルターの光入射側に設けられ、前記第3光を略平行化する平行化素子をさらに備える、付記1から付記3のうちのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 4)
4. The light source device according to claim 1, further comprising a collimating element provided on a light incident side of the filter to substantially collimate the third light.

付記4の構成によれば、フィルターの設計に際して光の入射角依存性を考慮しなくて済むため、フィルターの特性を向上させやすい。 The configuration of Appendix 4 makes it easier to improve the characteristics of the filter because it is not necessary to take into account the incidence angle dependency of light when designing the filter.

(付記5)
前記フィルターの光入射面は、前記第3光の主光線に対して90度以外の角度で交差する、付記1から付記4までのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 5)
5. The light source device according to claim 1, wherein a light incident surface of the filter intersects with a chief ray of the third light at an angle other than 90 degrees.

付記4の構成によれば、フィルターで反射した後、波長変換素子および各光源部に戻る光を減らすことができる。これにより、波長変換素子および各光源部の信頼性を高めることができる。 The configuration of Appendix 4 makes it possible to reduce the amount of light that returns to the wavelength conversion element and each light source unit after being reflected by the filter. This makes it possible to improve the reliability of the wavelength conversion element and each light source unit.

(付記6)
前記第1光源部は、
前記第1光を射出する第1発光素子と、
前記第1発光素子と前記光合成素子との間に設けられ、前記第1光に位相差を付与する第1位相差素子と、
を備え、
前記光合成素子から射出される前記第1光が前記波長変換素子に入射し、
前記第1位相差素子は、前記第1位相差素子の光入射面に交差する軸を中心として回転可能である、付記1から付記5までのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 6)
The first light source unit is
A first light emitting element that emits the first light;
a first phase difference element provided between the first light emitting element and the light combining element and configured to impart a phase difference to the first light;
Equipped with
the first light emitted from the light combining element is incident on the wavelength conversion element,
6. The light source device according to claim 1, wherein the first phase difference element is rotatable about an axis that intersects with a light incident surface of the first phase difference element.

付記6の構成によれば、第1位相差素子を回転させることにより、第1偏光成分と第2偏光成分との比率を変化させることができ、波長変換素子に入射させる第1光の割合を変化させることができる。 According to the configuration of Appendix 6, the ratio between the first polarized component and the second polarized component can be changed by rotating the first phase difference element, and the proportion of the first light incident on the wavelength conversion element can be changed.

(付記7)
前記フィルターが前記第1位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値と、前記フィルターが前記第2位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値とが、互いに異なるように個別に制御する制御部をさらに備える、付記1から付記6までのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 7)
The light source device according to any one of Supplementary Note 1 to Supplementary Note 6, further comprising a control unit that individually controls a current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the first position and a current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the second position so that they are different from each other.

付記7の構成によれば、制御部は、フィルターが第1位置および第2位置のいずれに位置するかによって、第1光源部に供給する電流値を個別に制御することができる。 According to the configuration of Appendix 7, the control unit can individually control the current value supplied to the first light source unit depending on whether the filter is in the first position or the second position.

(付記8)
前記第1光は青色光であり、
前記第2光は赤色光であり、
前記第3光は緑色光であり、
前記制御部は、前記フィルターが前記第1位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値を、前記フィルターが前記第2位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値よりも大きくする制御を行う、付記7に記載の光源装置。
(Appendix 8)
the first light is blue light;
the second light is red light;
the third light is green light;
The light source device described in Appendix 7, wherein the control unit controls the current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the first position to be greater than the current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the second position.

付記8の構成によれば、合成光のホワイトバランスを調整することができる。 The configuration of Appendix 8 makes it possible to adjust the white balance of the composite light.

(付記9)
前記制御部は、前記フィルターが前記第1位置に位置する場合の前記第2光源部に供給する電流値を、前記フィルターが前記第2位置に位置する場合の前記第2光源部に供給する電流値よりも小さくする制御をさらに行う、付記8に記載の光源装置。
(Appendix 9)
The light source device described in Appendix 8, wherein the control unit further performs control to make a current value supplied to the second light source unit when the filter is located at the first position smaller than a current value supplied to the second light source unit when the filter is located at the second position.

付記9の構成によれば、フィルターが第1位置に位置する場合の輝度低下を最小限に抑えつつ、合成光のホワイトバランスを調整することができる。 The configuration of Appendix 9 makes it possible to adjust the white balance of the composite light while minimizing the decrease in luminance when the filter is in the first position.

(付記10)
前記光合成素子は、前記波長変換素子から第1方向に沿って入射する前記第3光と、前記第2光源部から前記第1方向と交差する第2方向に沿って入射する前記第2光と、を合成し、
前記フィルターは、前記光合成素子と前記波長変換素子との間に設けられている、付記1から付記9までのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 10)
The light combining element combines the third light incident from the wavelength conversion element along a first direction and the second light incident from the second light source unit along a second direction intersecting the first direction,
10. The light source device according to claim 1, wherein the filter is provided between the light combining element and the wavelength conversion element.

付記10の構成によれば、第2光がフィルターを透過しないため、第2光がフィルターを透過する場合に比べて、フィルターの仕様が単純になる。これにより、フィルターの製造コストを低減でき、所望の分光特性を実現しやすい。 According to the configuration of Supplementary Note 10, since the second light does not pass through the filter, the filter specifications are simpler than when the second light passes through the filter. This reduces the manufacturing cost of the filter and makes it easier to achieve the desired spectral characteristics.

(付記11)
前記フィルターの光入射側に設けられ、前記光合成素子から射出される前記合成光を第1光束と第2光束とに分割する第1光学素子と、
前記フィルターの光射出側に設けられ、前記第1光束が入射する第1光入射領域と前記第2光束が入射する第2光入射領域とを有する第2光学素子と、
をさらに備え、
前記フィルターは、前記第1光束が入射する第1フィルター部と、前記第2光束が入射する第2フィルター部と、を有し、
前記フィルターの前記第1位置において、前記第1フィルター部は、前記第2光学素子の前記第1光入射領域と対向する位置に配置され、前記第2フィルター部は、前記第2光学素子の前記第2光入射領域と対向する位置に配置され、
前記フィルターの前記第2位置において、前記第1フィルター部は、前記第2光学素子の前記第1光入射領域と前記第2光入射領域との間の領域と対向する位置に配置される、付記1から付記9までのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 11)
a first optical element provided on a light incident side of the filter and configured to split the combined light emitted from the light combining element into a first light beam and a second light beam;
a second optical element provided on the light exit side of the filter, the second optical element having a first light entrance area on which the first light flux is incident and a second light entrance area on which the second light flux is incident;
Further equipped with
the filter has a first filter portion on which the first light flux is incident and a second filter portion on which the second light flux is incident,
At the first position of the filter, the first filter portion is disposed at a position facing the first light entrance region of the second optical element, and the second filter portion is disposed at a position facing the second light entrance region of the second optical element,
10. The light source device according to claim 1, wherein, in the second position of the filter, the first filter portion is positioned opposite an area between the first light entrance area and the second light entrance area of the second optical element.

付記11の構成によれば、第1位置と第2位置との間のフィルターの移動距離を小さくできるため、光源装置の小型化を図ることができる。 The configuration of Appendix 11 allows the movement distance of the filter between the first position and the second position to be reduced, thereby enabling the light source device to be made smaller.

(付記12)
前記フィルターに入射する前記第1光の断面形状は、長軸と短軸とを有する楕円形であり、
前記フィルターに入射する前記第3光の断面形状は、円形であり、
前記第3光の断面形状における径の長さは、前記第1光の断面形状における前記長軸に沿う方向の径の長さおよび前記短軸に沿う方向の径の長さのいずれか一方と略一致しており、
前記フィルターは、前記長軸に沿う方向および前記短軸に沿う方向のうち、前記略一致している軸に沿う方向に移動可能である、付記1から付記11までのいずれか一つに記載の光源装置。
(Appendix 12)
a cross-sectional shape of the first light incident on the filter is an ellipse having a major axis and a minor axis,
a cross-sectional shape of the third light incident on the filter is circular,
a diameter of the cross-sectional shape of the third light is substantially equal to one of a diameter of the cross-sectional shape of the first light in a direction along the major axis and a diameter of the cross-sectional shape of the first light in a direction along the minor axis,
12. The light source device according to claim 1, wherein the filter is movable in a direction along the axis that is approximately aligned with the major axis or the minor axis.

付記12の構成によれば、モード切替時における色むらの発生を抑えることができる。 The configuration of Appendix 12 can reduce color unevenness when switching modes.

(付記13)
付記1から付記12までのいずれか一つに記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される前記合成光を含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、
を備える、プロジェクター。
(Appendix 13)
A light source device according to any one of claims 1 to 12,
a light modulation device that modulates light including the composite light emitted from the light source device in accordance with image information;
a projection optical device that projects the light modulated by the light modulation device;
A projector equipped with

付記13の構成によれば、色再現性重視モードと輝度重視モードとを切り替え可能なプロジェクターを実現することができる。 The configuration of Appendix 13 makes it possible to realize a projector that can switch between a color reproducibility-oriented mode and a brightness-oriented mode.

10…プロジェクター、11…第1光源部、12…第1光源部、13…波長変換素子、14,64…光合成素子、15,55,85…フィルター、15a…光入射面、16…平行化素子、17…拡散装置、21…インテグレーター光学素子(第1光学素子)、22…偏光変換素子(第2光学素子)、22A…第1光入射領域、22B…第2光入射領域、24…制御部、27…第1発光素子、29…第1位相差板(第1位相差素子)、85A…第1フィルター部、85B…第2フィルター部、100,120,130,140,150…光源装置、400R,400G,400B…光変調装置、600…投写光学装置、LBp,LBs,LBc1,LBc2…青色光(第1光)、LR,LRp,LRs…赤色光(第2光)、LG…緑色光(第3光)、L1…第1光束、L2…第2光束。 10...projector, 11...first light source unit, 12...first light source unit, 13...wavelength conversion element, 14, 64...light combining element, 15, 55, 85...filter, 15a...light incidence surface, 16...parallelization element, 17...diffusion device, 21...integrator optical element (first optical element), 22...polarization conversion element (second optical element), 22A...first light incidence area, 22B...second light incidence area, 24...control unit, 27...first light emitting element, 2 9...first phase difference plate (first phase difference element), 85A...first filter section, 85B...second filter section, 100, 120, 130, 140, 150...light source device, 400R, 400G, 400B...light modulation device, 600...projection optical device, LBp, LBs, LBc1, LBc2...blue light (first light), LR, LRp, LRs...red light (second light), LG...green light (third light), L1...first light beam, L2...second light beam.

Claims (13)

第1偏光成分と、前記第1偏光成分とは異なる第2偏光成分と、を含む第1波長帯の第1光を射出する第1光源部と、
前記第1波長帯とは異なる第2波長帯の第2光を射出する第2光源部と、
前記第1光を、前記第1波長帯および前記第2波長帯とは異なる第3波長帯の第3光に変換する波長変換素子と、
前記第1光と前記第2光と前記第3光とを合成して合成光を射出する光合成素子と、
前記第3光が入射し、前記第3波長帯のうちの一部の波長帯の光を減光させるフィルターと、
を備え、
前記光合成素子は、
前記第1光源部から射出される前記第1光のうち、前記第1偏光成分の光を反射して前記第2偏光成分の光を透過することにより、前記第1偏光成分の光および前記第2偏光成分の光のうちのいずれか一方を前記波長変換素子に向けて射出し、
前記第1光および前記第2光と、前記第3光と、のいずれか一方を透過し、いずれか他方を反射し、
前記フィルターは、
前記第3光が前記フィルターを透過する第1位置と、前記第3光が前記フィルターを透過しない第2位置と、の間で移動可能である、光源装置。
a first light source unit that emits a first light of a first wavelength band including a first polarized component and a second polarized component different from the first polarized component;
a second light source unit that emits a second light of a second wavelength band different from the first wavelength band;
a wavelength conversion element that converts the first light into a third light of a third wavelength band different from the first wavelength band and the second wavelength band;
a light combining element that combines the first light, the second light, and the third light and emits a combined light;
a filter into which the third light is incident and which attenuates light of a part of the third wavelength band;
Equipped with
The light combining element is
The first light emitted from the first light source unit is reflected by the first polarization component, and the second polarization component is transmitted, thereby emitting one of the first polarization component and the second polarization component toward the wavelength conversion element;
transmits one of the first light, the second light, and the third light, and reflects the other,
The filter comprises:
A light source device that is movable between a first position where the third light passes through the filter and a second position where the third light does not pass through the filter.
前記第1光と前記第2光とを拡散させる拡散装置をさらに備える、請求項1に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, further comprising a diffusion device that diffuses the first light and the second light. 前記拡散装置は、前記光合成素子と前記第2光源部との間に配置され、
前記拡散装置は、前記光合成素子により反射された前記第1光が入射する第1面に前記第1光と前記第2光とを拡散させる拡散構造を有し、前記第1面とは反対側の第2面に、前記第1光を反射し前記第2光を透過する反射膜を有する、請求項2に記載の光源装置。
the diffusion device is disposed between the light combining element and the second light source unit,
3. The light source device of claim 2, wherein the diffusion device has a diffusion structure that diffuses the first light and the second light on a first surface onto which the first light reflected by the light combining element is incident, and has a reflective film on a second surface opposite the first surface that reflects the first light and transmits the second light.
前記フィルターの光入射側に設けられ、前記第3光を略平行化する平行化素子をさらに備える、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a collimating element provided on the light incident side of the filter and configured to substantially collimate the third light. 前記フィルターの光入射面は、前記第3光の主光線に対して90度以外の角度で交差する、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 3, wherein the light incidence surface of the filter intersects with the chief ray of the third light at an angle other than 90 degrees. 前記第1光源部は、
前記第1光を射出する第1発光素子と、
前記第1発光素子と前記光合成素子との間に設けられ、前記第1光に位相差を付与する第1位相差素子と、
を備え、
前記光合成素子から射出される前記第1光が前記波長変換素子に入射し、
前記第1位相差素子は、前記第1位相差素子の光入射面に交差する軸を中心として回転可能である、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
The first light source unit is
A first light emitting element that emits the first light;
a first phase difference element provided between the first light emitting element and the light combining element and configured to impart a phase difference to the first light;
Equipped with
the first light emitted from the light combining element is incident on the wavelength conversion element,
The light source device according to claim 1 , wherein the first phase difference element is rotatable about an axis that intersects with a light incidence surface of the first phase difference element.
前記フィルターが前記第1位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値と、前記フィルターが前記第2位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値とが、互いに異なるように制御する制御部をさらに備える、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a control unit that controls the current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the first position and the current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the second position so that they are different from each other. 前記第1光は青色光であり、
前記第2光は赤色光であり、
前記第3光は緑色光であり、
前記制御部は、前記フィルターが前記第1位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値を、前記フィルターが前記第2位置に位置する場合の前記第1光源部に供給する電流値よりも大きくする制御を行う、請求項7に記載の光源装置。
the first light is blue light;
the second light is red light;
the third light is green light;
8. The light source device according to claim 7, wherein the control unit controls the current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the first position to be greater than the current value supplied to the first light source unit when the filter is located at the second position.
前記制御部は、前記フィルターが前記第1位置に位置する場合の前記第2光源部に供給する電流値を、前記フィルターが前記第2位置に位置する場合の前記第2光源部に供給する電流値よりも小さくする制御をさらに行う、請求項8に記載の光源装置。 The light source device according to claim 8, wherein the control unit further controls the current value supplied to the second light source unit when the filter is located at the first position to be smaller than the current value supplied to the second light source unit when the filter is located at the second position. 前記光合成素子は、前記波長変換素子から第1方向に沿って入射する前記第3光と、前記第2光源部から前記第1方向と交差する第2方向に沿って入射する前記第2光と、を合成し、
前記フィルターは、前記光合成素子と前記波長変換素子との間に設けられている、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
The light combining element combines the third light incident from the wavelength conversion element along a first direction and the second light incident from the second light source unit along a second direction intersecting the first direction,
The light source device according to claim 1 , wherein the filter is provided between the light combining element and the wavelength conversion element.
前記フィルターの光入射側に設けられ、前記光合成素子から射出される前記合成光を第1光束と第2光束とに分割する第1光学素子と、
前記フィルターの光射出側に設けられ、前記第1光束が入射する第1光入射領域と前記第2光束が入射する第2光入射領域とを有する第2光学素子と、
をさらに備え、
前記フィルターは、前記第1光束が入射する第1フィルター部と、前記第2光束が入射する第2フィルター部と、を有し、
前記フィルターの前記第1位置において、前記第1フィルター部は、前記第2光学素子の前記第1光入射領域と対向する位置に配置され、前記第2フィルター部は、前記第2光学素子の前記第2光入射領域と対向する位置に配置され、
前記フィルターの前記第2位置において、前記第1フィルター部は、前記第2光学素子の前記第1光入射領域と前記第2光入射領域との間の領域と対向する位置に配置される、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
a first optical element provided on a light incident side of the filter and configured to split the combined light emitted from the light combining element into a first light beam and a second light beam;
a second optical element provided on the light exit side of the filter, the second optical element having a first light entrance area on which the first light flux is incident and a second light entrance area on which the second light flux is incident;
Further equipped with
the filter has a first filter portion on which the first light flux is incident and a second filter portion on which the second light flux is incident,
At the first position of the filter, the first filter portion is disposed at a position facing the first light entrance region of the second optical element, and the second filter portion is disposed at a position facing the second light entrance region of the second optical element,
4. The light source device according to claim 1, wherein, in the second position of the filter, the first filter portion is positioned opposite an area between the first light entrance area and the second light entrance area of the second optical element.
前記フィルターに入射する前記第1光の断面形状は、長軸と短軸とを有する楕円形であり、
前記フィルターに入射する前記第3光の断面形状は、円形であり、
前記第3光の断面形状における径の長さは、前記第1光の断面形状における前記長軸に沿う方向の径の長さおよび前記短軸に沿う方向の径の長さのいずれか一方と略一致しており、
前記フィルターは、前記長軸に沿う方向および前記短軸に沿う方向のうち、前記略一致している軸に沿う方向に移動可能である、請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置。
a cross-sectional shape of the first light incident on the filter is an ellipse having a major axis and a minor axis,
a cross-sectional shape of the third light incident on the filter is circular,
a diameter of the cross-sectional shape of the third light is substantially equal to one of a diameter of the cross-sectional shape of the first light in a direction along the major axis and a diameter of the cross-sectional shape of the first light in a direction along the minor axis,
The light source device according to claim 1 , wherein the filter is movable in a direction along the axis that is substantially aligned with the major axis or a direction along the minor axis.
請求項1から請求項3のうちのいずれか一項に記載の光源装置と、
前記光源装置から射出される前記合成光を含む光を画像情報に応じて変調する光変調装置と、
前記光変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、
を備える、プロジェクター。
A light source device according to any one of claims 1 to 3,
a light modulation device that modulates light including the composite light emitted from the light source device in accordance with image information;
a projection optical device that projects the light modulated by the light modulation device;
A projector equipped with
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